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 рыбки у водопада Три рыбки у водопада

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

Вокруг света
Коллаборация Daya Bay перевыполнила план по точности измерения смешивания антинейтрино Коллаборация Daya Bay перевыполнила план по точности измерения смешивания антинейтрино

Физики изучают вопрос асимметрии между веществом и антивеществом во Вселенной

N+1
Веселый град Веселый град

О бурной, веселой и криминальной жизни Праги до Тридцатилетней войны

Вокруг света
Как шариковая ручка покорила мир: история изобретения Как шариковая ручка покорила мир: история изобретения

Утром 29 октября 1945 года у дверей универмага Gimbels выстроилась очередь

ТехИнсайдер
Теория равновесия Теория равновесия

Четыре века продолжались поиски Неведомой Южной Земли

Вокруг света
«Бархат и лохмотья»: как жили советские «аристократки» в 1930-х «Бархат и лохмотья»: как жили советские «аристократки» в 1930-х

Чем хвастались женщины во времена, когда выделяться было опасно?

Forbes
Три голоса пхали Три голоса пхали

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

Вокруг света
Что с нами происходит, когда мы ссоримся? Что с нами происходит, когда мы ссоримся?

Почему некоторые пары постоянно ссорятся?

Psychologies
Нездешняя рыба Нездешняя рыба

Рыбаки все чаще вытаскивают из российских водоемов диковинных, невиданных рыб

Вокруг света
Что нам стоит дом построить Что нам стоит дом построить

Как правильно потратить материнский капитал на жилье

Лиза
Хрупкий балтийский берег Хрупкий балтийский берег

Как жители Балтики отвоевывают у моря родные берега

Вокруг света
Сигнал SOS или норма: всё о выделениях при беременности Сигнал SOS или норма: всё о выделениях при беременности

Какими могут быть выделения во время беременности

VOICE
Тихие американцы Тихие американцы

Что ждет коренных американцев в будущем?

Вокруг света
Борис Эйфман — о танце, Петербурге и заслуженном озарении Борис Эйфман — о танце, Петербурге и заслуженном озарении

Борис Эйфман — о том, почему из раза в раз обращается к текстам Достоевского

РБК
Первые водолазы Первые водолазы

Эрнст Гаузен сумел исполнить мечту человечества о покорении подводного мира

Вокруг света
10 знаменитых локаций, где испытывали атомное оружие 10 знаменитых локаций, где испытывали атомное оружие

Места, где атомные бомбы взрывали особенно активно

ТехИнсайдер
Рыбы и зрелищ Рыбы и зрелищ

Самые интересные места для погружения на планете

Вокруг света
«По примеру богов»: как Генрих Семирадский делал росписи для храма Христа Спасителя «По примеру богов»: как Генрих Семирадский делал росписи для храма Христа Спасителя

Как создавались части монументальной композиции «Тайная Вечеря»

Forbes
Жанна д’Арк при осаде Орлеана Жанна д’Арк при осаде Орлеана

Картина французского живописца Жюля-Эжена Леневё, посвященная посланнице Бога

Дилетант
«Когда родился Федя, я прозрел»: Алексей Чадов рассказал о сыне от Агнии Дитковските «Когда родился Федя, я прозрел»: Алексей Чадов рассказал о сыне от Агнии Дитковските

Алексей Чадов принимает активное участие в воспитании сына Федора

VOICE
Лабиринт: запутанная история Лабиринт: запутанная история

Самые необычные лабиринты мира – история и тайны

Вокруг света
Археологи нашли в Паленке отрубленную каменную голову молодого бога кукурузы Археологи нашли в Паленке отрубленную каменную голову молодого бога кукурузы

Археологи обнаружили свидетельство ритуала, совершенного около 1300 лет назад

N+1
Собираясь к Ганимеду Собираясь к Ганимеду

Европейское космическое агентство готовится к запуску зонда в систему Юпитера

Популярная механика
Расправить крылья Расправить крылья

Учителя — о том, как вырастить «своих» в маленьком городе

Seasons of life
Мария-Антуанетта без пирожных Мария-Антуанетта без пирожных

Феминистский взгляд на эрцгерцогиню, закончившую жизнь на французской гильотине

Дилетант
«Новый декамерон» — 29 эссе о пандемии «Новый декамерон» — 29 эссе о пандемии

Отрывок из сборника сказок и рассуждений о пандемии

СНОБ
Антарктике ученые нашли «бактерию-супергероя» Антарктике ученые нашли «бактерию-супергероя»

Перед этим микроорганизмом пасуют все антибиотики

Вокруг света
Датчик коленвала: что это и как его проверить Датчик коленвала: что это и как его проверить

Как понять, что датчик коленвала захандрил и что делать в такой ситуации?

РБК
Унесенные ветром эпох: что мы на самом деле знаем о готах Унесенные ветром эпох: что мы на самом деле знаем о готах

От слова «готы» веет духом загадочности

Вокруг света
Увенчанный славой: 9 полезных свойств лаврового листа Увенчанный славой: 9 полезных свойств лаврового листа

Это уникальное растение даже в сухом виде сохраняет свои лучшие качества

Вокруг света
Открыть в приложении