Каждое мгновение нейтрино триллионами пронзают наши тела

Вокруг светаНаука

Летящие насквозь

Каждое мгновение они триллионами пронзают наши тела. От них невозможно спрятаться даже за толщей земного шара. Их почти невозможно поймать, но очень хочется. Они – нейтрино

Текст Анатолий Глянцев

Чтобы прочесть слово «нейтрино», нужна секунда. За эту секунду каждый квадратный сантиметр вашего тела насквозь прошили десятки миллиардов крошечных снарядов, рожденных в центре Солнца. Сейчас ночь? Неважно: нейтрино проходят через толщу земного шара, даже не замечая ее.

Пространство буквально кишит этими частицами. Одних только реликтовых нейтрино, рожденных вскоре после Большого взрыва, сотни на каждый кубический сантиметр (так, по крайней мере, считают теоретики). Их на несколько порядков больше, чем электронов, не говоря об атомах. А ведь нейтрино рождаются еще и в термоядерных топках звезд, в верхних слоях атмосферы Земли, в глубинах мантии, в ядерных реакторах, при взрывах сверхновых…

Мы не замечаем нейтрино, поскольку они не замечают нас. Эти частицы не причиняют вреда человеку, они его попросту игнорируют (в каком-то смысле, это больнее). Впрочем, как и любую другую материю. Частицы, лишенные электрического заряда и то ли почти, то ли совсем не имеющие массы, проскальзывают между электронами и атомными ядрами, почти никогда не врезаясь в них.

Поэтому нейтрино легко выскальзывают из таких уголков, откуда ничто другое не вырывается неизменным. Например, фотон, рождающийся в центре Солнца, бессчетное количество раз поглощается и вновь переизлучается веществом. Поэтому его путь к поверхности светила занимает десятки, если не сотни тысячелетий. Эта одиссея меняет фотоны до неузнаваемости: жесткие гамма-лучи становятся обыкновенным светом. А вот нейтрино, рожденные в тех же термоядерных реакциях, что и фотоны, пронзают толщу звезды, будто ничего не заметив. Они-то и позволяют астрономам буквально по полочкам разложить термоядерные реакции в центре Солнца, геофизикам – изучить распад радиоактивных элементов в мантии Земли, а специалистам по ядерной безопасности – на расстоянии заглянуть в любой реактор. Словом, нейтрино требуются всем.

Но если эти частицы высокомерно не замечают всей толщи земного шара, как заставить их снизойти до взаимодействия с детектором? К счастью, «нейтрино почти никогда не взаимодействует с материей» не означает «совсем никогда». Крайне редко какая-нибудь из этих частиц все-таки врезается в электрон или атомное ядро. Физики изобрели довольно много способов зафиксировать это знаменательное событие. Мы расскажем о самых важных.

Пусть не поймаешь нейтрино за бороду

Столкнувшись с нейтроном атомного ядра, нейтрино превращает его в протон. А число протонов, как нас учили в школе, это «паспорт» химического элемента. С семнадцатью протонами это было ядро хлора, а коль скоро их стало 18, это, простите великодушно, уже аргон. Пересчитав образовавшиеся в мишени ядра аргона, можно узнать, сколько нейтрино в нее попало. Поштучно.

Минуточку, что значит «пересчитав ядра»? В стакане воды больше атомов, чем стаканов воды в Мировом океане! Значит, нужно, чтобы атомы аргона сами заявляли о себе. Как? Своим радиоактивным распадом и сопутствующим ему излучением. К счастью, нерадиоактивный хлор-37 под ударом нейтрино превращается как раз в радиоактивный аргон-37.

Этот метод регистрации нейтрино был предложен Бруно Понтекорво, советским физиком итальянского происхождения, еще в 1946 году. «Пусть не поймаешь нейтрино за бороду / И не посадишь в пробирку, – / Было бы здорово, чтоб Понтекорво / Взял его крепче за шкирку!», – пел Высоцкий в 1960-х. Однако первые солнечные нейтрино были зарегистрированы этим методом не в СССР, а в США.

Бруно Понтекорво среди коллег и студентов

Впрочем, в 1965 году советский физик Вадим Алексеевич Кузьмин предложил еще более перспективный способ «ловли за бороду». Он основан на превращении галлия-71 в радиоактивный германий-71. Этот метод позволяет регистрировать нейтрино с энергией от 0,2 мегаэлектронвольт (МэВ), в то время как хлор-аргоновый – от 0,8 МэВ. Поэтому галлий-германиевые телескопы улавливают куда большую долю солнечных нейтрино. Сегодня в мире осталась ровно одна крупная установка этого класса. Это Галлий-германиевый нейтринный телескоп Баксанской нейтринной обсерватории в Кабардино-Балкарии.

Один из четырех «этажей» Баксанского подземного сцинтилляционного телескопа (BUST), Баксанская нейтринная обсерватория

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Три голоса пхали Три голоса пхали

В основе «Пхали», как и в традиционной грузинской музыке, – трехголосие

Вокруг света
«Дело Финляндии — наше дело» «Дело Финляндии — наше дело»

В 1939–1940 годах театром военных действий снова стала Финляндия

Дилетант
Люди идут по свету? Люди идут по свету?

Свобода передвижения: так ли уж человечество добивалось этой привилегии?

Вокруг света
10 неожиданных вещей, которые можно стирать в машине-автомат 10 неожиданных вещей, которые можно стирать в машине-автомат

Вещи, которые точно не испортятся, если их постирать в машине-автомат

Лиза
Нездешняя рыба Нездешняя рыба

Рыбаки все чаще вытаскивают из российских водоемов диковинных, невиданных рыб

Вокруг света
Идти на поводу у эмоций: почему важно слушать внутренний голос Идти на поводу у эмоций: почему важно слушать внутренний голос

На самом деле без эмоций вообще невозможно принимать решения

Psychologies
Три рыбки у водопада Три рыбки у водопада

Удивительное путешествие в страну, где «13 месяцев солнца», но льют дожди

Вокруг света
Мифозои Китая: какие фантастические твари пришли к нам из страны Поднебесной Мифозои Китая: какие фантастические твари пришли к нам из страны Поднебесной

Кто такие мифозои?

Вокруг света
Рождение и гибель мегаполисов Рождение и гибель мегаполисов

Почему Вавилон пришел в упадок?

Вокруг света
Спорт без боли и дискомфорта: современные технологии, которые помогут вам бегать правильно Спорт без боли и дискомфорта: современные технологии, которые помогут вам бегать правильно

Бег — одновременно и очень простое, и довольно сложное занятие

ТехИнсайдер
Напоить сайгака Напоить сайгака

Удастся ли сохранить сайгаков?

Вокруг света
5 самых популярных способов лечения похмелья, которые сделают только хуже 5 самых популярных способов лечения похмелья, которые сделают только хуже

Методы лечения похмелья, которые на самом деле не работают

Maxim
Свободное падение Свободное падение

Как купающиеся марсельские докеры вдохновили на революционные изменения

Вокруг света
Верю не верю Верю не верю

Для чего нам нужно критическое мышление и как им пользоваться?

Новый очаг
Худой мир Худой мир

Переговоры сопровождались драматическими, а временами и курьезными эпизодами

Вокруг света
5 фантастических книжных новинок, которые стоит прочесть этим летом 5 фантастических книжных новинок, которые стоит прочесть этим летом

Миры, созданные писателями, рано или поздно становятся реальностью

ТехИнсайдер
Первые водолазы Первые водолазы

Эрнст Гаузен сумел исполнить мечту человечества о покорении подводного мира

Вокруг света
Когда бы не Елена... Когда бы не Елена...

Место, где Запад встречается с Востоком, а прошлое — с настоящим

Seasons of life
На птичьем языке На птичьем языке

В северных турецких горах спрятана небольшая деревенька под названием Кушкёй

Вокруг света
Как сетка квадратов стала первой утопией Как сетка квадратов стала первой утопией

Гипподам и «Гипподамова планировка»

Weekend
Что говорят о нас отношения с деньгами Что говорят о нас отношения с деньгами

По тому, как человек относится к деньгам, можно определить его образ мышления

Psychologies
Как развивать критическое мышление ребенка? Как развивать критическое мышление ребенка?

Как научить навыку критического мышления детей?

Psychologies
«Одноглазый орёл пустыни» «Одноглазый орёл пустыни»

Ловелас и «бог войны»: мифов вокруг личности Моше Даяна накопилось много

Дилетант
Безопасность или свобода? Безопасность или свобода?

Лето даёт ребёнку шансы обзавестись опытом, но не всегда всё проходит гладко

Здоровье
«В нужный момент в нужном месте» «В нужный момент в нужном месте»

Человек, который предотвратил ядерную катастрофу

Дилетант
Империя — страна для дураков: как «Поколение 98 года» пыталось спасти Испанию после краха четырехсотлетней империи Империя — страна для дураков: как «Поколение 98 года» пыталось спасти Испанию после краха четырехсотлетней империи

Историю «поколения 1898 года»: что эти люди сделали для Испании?

Правила жизни
Круглоголовки отказались раскрывать «уши» перед сородичами Круглоголовки отказались раскрывать «уши» перед сородичами

Пустынные ящерицы ушастые круглоголовки в случае опасности пугают хищников

N+1
Когнитивный диссонанс: как Филлис Шлэфли строила карьеру, отрицая идеи феминизма Когнитивный диссонанс: как Филлис Шлэфли строила карьеру, отрицая идеи феминизма

Американка Филлис Шлэфли была одной из самых успешных противниц феминизма

Forbes
8 неожиданных причин хронической усталости 8 неожиданных причин хронической усталости

Среди множества причин хронической усталости выделяют ускоренный ритм жизни

Psychologies
Рогатый, водяной, королевский: 7 жутких, но прекрасных пауков Рогатый, водяной, королевский: 7 жутких, но прекрасных пауков

Наша подборка поможет победить боязнь пауков (но это не точно)

Вокруг света
Открыть в приложении