Юный техник, 2015 № 12 | страница 9

Так нейтрино открыли на самом деле. Оказалось, они настолько легки, что первоначально считалось, будто у них вообще нет массы. Но потом выяснилось, что масса покоя у них все-таки есть, в чем нас с вами, кстати, и попытались убедить нынешние нобелевские лауреаты.

Трудность их работы заключалась в том, что нейтрино крайне слабо взаимодействуют с веществом, через которое проходят. Так, например, каждую секунду через поверхность Земли площадью в 1 см^>2 (а заодно и сквозь наши тела) проходит около 6x10^>10 нейтрино, спускаемых Солнцем. Однако их влияние ни мы с вами не ощущаем, ни датчики никак не чувствуют.

Часть этих частиц возникла еще в момент Большого взрыва, другие постоянно рождаются в результате разнообразных процессов, происходящих в космосе и на Земле, — от взрывов сверхновых и гибели крупных звезд до реакций, протекающих на атомных электростанциях. Даже внутри нашего тела каждую секунду рождается около 5 000 нейтрино — это происходит при распаде изотопа калия внутри клеток.

Большая часть тех нейтрино, которые достигают Земли, рождается на Солнце, в результате происходящих там ядерных реакций. Таким образом, после частиц света — фотонов — нейтрино являются самыми распространенными частицами в нашей Вселенной.

Вопрос о природе нейтрино возник после экспериментов американца Раймонда Дэвиса, основанных на хлораргонном методе, предложенном физиком Бруно Понтекорво, много работавшим за границей и в СССР. Механизм рождения их на Солнце давно был известен, термоядерные реакции и их выход, необходимый для того, чтобы Солнце «грело», был просчитан в уравнениях. Но эксперимент показал, что на деле от Солнца приходит всего лишь треть от количества предсказанных частиц.

Физик Бруно Максимович Понтекорво.

Куда деваются остальные? Этот вопрос стоял перед учеными почти пол века, объяснений было несколько.

Одно из них, оказавшееся верным, состояло в том, что нейтрино может превращаться из одного вида в другой — скажем, из электронного в мюонное. Его-то как раз и предложил Б. Понтекорво в 1957 году.

Окончательно решить полувековую загадку помог японский эксперимент с помощью нейтринного детектора Super-Kamiokande. Он представлял собой гигантскую бочку под землей, заполненную дистиллированной водой и пронизанную тысячами фотодетекторов. При бомбардировке космическими частицами земной атмосферы рождается множество вторичных частиц, в том числе нейтрино.

«В этом эксперименте физики научились мерить и электронные, и мюонные нейтрино, но самое главное — они знали направление прихода этих частиц. И зная расстояние до точки, где первичная частица вошла в атмосферу, они видели, как меняется соотношение мюонных и электронных частиц в зависимости от пройденного ими расстояния, — пояснил журналистам суть дела доктор физико-математических наук Андрей Ростовцев, специалист в области элементарных частиц. — То есть они увидели осцилляционную картину и научились предсказывать, если в какой-то точке родилось мюонное нейтрино, сколько электронных и мюонных нейтрино будет в потоке через километр»…