Техника - молодёжи 1998-09, страница 28

ПРОБЛЕМЫ

ПОИСКИ

суждались резуль тринных телескоп сти устройства те

СКАНДАЛ С НЕЙТРИННЫМ ТЕЛЕСКОПОМ

Место для проведения конференции было выбрано не случайно — именно здесь вот уже 30 лет работает Баксанская нейтринная обсерватория Кабардино-Балкарского научного центра РАН.

За прошедшие годы сотрудники обсерватории накопили немало интересных научных данных с помощью уникального галлий-германиевого нейтринного телескопа, о судьбе которого в начале года немало писали как наши, так и зарубежные средства массовой информации.

Суть скандала такова, В 1987 г. в том же Бак-

мущел

!куже>

НЕЙ•

ские свойства льда оказались куда лучше. Теперь ученые ждут первых результатов.

Ну а что же у нас? Еще весной 1993 г, в глубине байкальских вод начал функционировать

ТРОН-ЧИК КАЖЕТСЯ, ПОЙМАЛИ

ся детектору, была введена в действие модернизированная установка «Сейдж» (по-русски — «Мудрец»), созданная совместными усилиями российских и американских ученых. Главная ценность установки — 60 т галлия, рыночная цена которого составляет около 400 долл, за кп Словом, дешевле золота, но дороже серебра.

Поначалу этот металл числился в качестве государственного резерва, поскольку производство галлия в СССР того времени составляло всего 5 т в год и велось на трех заводах — в Пикалево (под Ленинградом), Ачинске (Красноярский край) и Павлодаре (ныне оказавшимся за границей) — непосредственно для нужд нейтринной лаборатории.

Однако в конце 1996 г., без согласования с Российской академией наук, галлий из Госком-резерва был передан в Минтопэнерго, которое, в свою очередь, перевело его в ведение АО «ОХМЗ ГИРЕДМЕТ» со штаб-квартирой в подмосковном Подольске. Ну а тамошним дельцам нейтринный телескоп, как говорится, до лампочки; им главное — заграбастать те 24 млн. долларов, которые стоит галлий.

Словом, товар был выставлен на продажу и неизвестно, чем бы окончилась очередная «при-хватизация» госсобственности, если бы не возмутилась научная общественность, прежде всего... американская. Полтора десятка виднейших ученых США (среди них 13 нобелевских лауреатов) направили гневное письмо нашему правительству, и деятелям АО дали по лапам. Галлий остался в обсерватории, телескоп продолжает работать и приносить открытия, о чем с удовлетворением отметили участники конференции.

В частности, недавно с его помощью были получены новые данные о жизни нашего светила.

«МАСКАРАД» ВО ВСЕЛЕННОЙ

«Сегодня я сделал нечто ужасное... Я придумал частицу, которую никогда нельзя будет обнаружить экспериментально...» Так писал в 1930 г. швейцарский физик-теоретик Вольфганг Паули. В самом деле, разве можно изловить незаряженную частицу, которая, согласно расчетам, способна «прошить» наскозь даже свинцовую стену толщиной аж... 1000 световых лет!? Кроме того, ее масса должна быть весьма невелика — лучше всего если она вообще равна нулю (в покое).

Частица понадобилась, чтобы хоть как-то объяснить, куда девается толика энергии при бета-распаде. Вот Паули и предположил, что ее уносит с собой некая беглянка — весьма легкая, но энергичная.

Хотя Паули частицу со столь невероятными качествами попросту придумал, его идея понравилась физикам, поскольку объясняла многие противоречия существующих теорий. А потому известный итальянский физик Энрико Ферми «узаконил» ее, окрестив звучным именем. «Нейтрино» — уменьшительное от «нейтрона», который в вольном переводе означает «ни то ни се».

Как же засечь частицу, если она практически не вступает во взаимодействие с другими, способна запросто пронизать планету?

И ВЗВЕСИЛИ!

Физики решили для начала отделить нейтрино от других частиц. Детекторы для его регистрации стали строить глубоко под землей в старых шахтах, рудниках или специально проложенных штольнях — в надежде, что ненужных попутчиц задержит горная толща.

Одна из первых таких обсерваторий и была построена три десятилетия назад на Северном Кавказе. Поначалу там использовались хлор-аргоновые детекторы. При попадании нейтрино в атом хлора происходила ядерная реакция — последний превращался в атом аргона, что регистрировалось специальными детекторами. Однако такие ловушки оказались не очень эффективными; и хлор-аргоновые детекторы заменили на галлий-германиевые.

С помощью подобных детекторов физики смогли, в конце концов, обнаружить неуловимые, казалось бы, частицы экспериментально - сначала из ускорителей, затем и из глубин Вселенной. В 1996 г. за это была присуждена Нобелевская премия по физике. Среди лауреатов — Фредерик Райнер, который начал работать над поимкой нейтрино в Лос-Аламосской научной лаборатории еще 40 лет назад.

Ныне исследователей не смущает даже то, что приборы фиксируют втрое меньше частиц, чем положено по расчетам. Они полагают, что во время путешествия по Вселенной три вида нейтрино, о которых говорят теоретики, - электронные, мюонные и тау-нейтрино — устраивают что-то вроде маскарада с переодеванием. Львиная доля их превращается друг в друга или даже в другие частицы. Отсюда и кажущаяся недостача, поскольку регистрации пока подлежат лишь электронные нейтрино.

ЛОВЛЯ - ДЕЛО НЕПРОСТОЕ

Итак, нейтрино обнаружено. Можно ставить точку? Вроде бы да, но ученые многих стран продолжают охоту, строят все новые ловушки, затрачивая на это немалые деньги.

И все чаще их устраивают в океанских глубинах, поскольку вода, как оказалось, может послужить неплохим экраном, а заодно и детектором.

Такие установки работают во многих водоемах мира. Например, целых 5 лет американские, российские и греческие физики конструировали и налаживали подводную аппаратуру, предназначенную для установки в Средиземном море. И вот, в конце 1997 г., состоялся ее спуск под воду. «Мы молимся Николаю-чудотворцу — покровителю моряков, мы молимся на всякий случай и Посейдону — богу морей, чтобы все обошлось благополучно», — прокомментировал сей факт Леонидас Ресванис, один из руководителей проекта НЕСТОР.

Неудачи долго преследовали и АМАНДу — проект физиков Висконсинского и Стокгольмского университетов с участием немецких исследователей. Первая попытка, предпринятая в 1994 г. вышла неудачной. Вмороженная на глубину 800 м аппаратура оказалась непригодной для практического использования; пузырьки воздуха в окружающем льду рассеивали достаточно света, чтобы фотоумножители работали малоэффективно. Тогда, начиная с 1996 г., модули с аппаратурой стали размещать на глубинах 1300—2350 м, где оптиче-

НТ-36 отработ на глубине 1100 м. За это время физики придумали, как его модернизировать. Модификация проработала еще год, но и она в апреле 1995 г.

более масштабнь "

iобозн

иедшие

планы преобразовать и его — в БНТ, Байкальский нейтринный телескоп. В осуществлении проекта принимают участие не только российские, но и немецкие физики.

НТ-96 зарегистрировал уже свыше 300 млн. вспышек. Однако большая их часть принадлежит мюонам, возникшим в атмосфере и потом «нырнувшим» в озеро. Специалистов же прежде всего интересуют те мюоны, которые движутся снизу вверх и образованы с помощью нейтрино, пронзивших земной шар. А таких ча-

\ куда ь

з. Поэ

не рассматривают даже БНТ лишь как пролог к созданию полномасштабного нейтринного телескопа, который займет около 100 тыс. кв. м. То есть в 50 раз больше БНТ! Только найдутся ли средства на его сооружение в нашей стране? Одна надежда - на международную коо-перацию.Ведь из ныне работающих ловушек лишь две - АНТАРЕС и MACRO являются национальными. Ими владеют соответственно французы и итальянцы.

ЭСТАФЕТУ ПРИНЯЛИ ЯПОНЦЫ

Пока же суд да дело, охоту на нейтрино возглавили японские исследователи. В апреле 1997 г. они в содружестве с американцами завершили монтаж детектора-гиганта SUPERKAMIOKANDE (и;

тов — горного и водного — и опустили детекторы на глубину 1,5 км в искусственную пещеру. Размеры ее таковы, что в ней можно бы разместить и Нотр-Дам де Пари, и московский храм Христа Спасителя. Здесь стоит цилиндрический бак с 50 тыс. т чистейшей воды и 11 тыс. фотоумножителей.

Причем СУПЕРКАМ может регистрировать нейтрино не только космические, но и посылаемые ускорителями. Например, в мощном протонном ускорителе КЕК, построенном близ г. Цукуба, протоны, ударясь о металлическую мишень, станут продуцировать, в числе прочих частиц, и нейтрино высоких энергий. Да так, чтобы их поток устремился прямо на детекторы СУПЕРКАМа, расположенного в 250 км.

Кстати, в ходе экспериментов, намеченных на 1999 г. и 2002 г., будет проверена одна любопытная гипотеза. Согласно некоторым данным, под воздействием нейтрино способна светиться не только вода, но и сама горная толща.

КАНАДЦЫ ЛОВЯТ НЕЙТРИНО В ТЯЖЕЛОЙ ВОДЕ

И наконец, в канадском городе Садбери скоро должен вступить в строй новый нейтринный телескоп. Для него использована штольня отработавшего свое никелевого рудника.

На глубине порядка 2 км монтируется емкость диаметром около 24 м. Она будет залита обычной водой, а внутрь поместят еще один сосуд — прозрачный многогранник из акрила, заполненный уже тяжелой водой.

ТЕХНИКА-МОЛОД Е Ж И

шж