Российским физикам в сотрудничестве с американскими коллегами удалось подтвердить почти полувековые предсказания о взаимодействии «частицы-призрака» — нейтрино — с обычным веществом. Статья опубликована в престижном журнале Science. «Лента.ру» рассказывает об исследовании, которое поможет разработать устройства, просвечивающие ядерные реакторы, и раскрыть процессы внутри сверхновых.
В 1974 году была высказана гипотеза о том, что нейтрино могут взаимодействовать с веществом ранее неизвестным способом. Эти сверхлегкие (в миллионы раз легче электрона) элементарные частицы свободно проходят сквозь планеты. Иногда они сталкиваются с ядрами атомов, взаимодействуя с отдельными протонами и нейтронами. Однако 43 года назад физики предположили, что нейтрино могут взаимодействовать с ядром как с единым целым. Этот механизм называется когерентным рассеиванием нейтрино на ядрах. Он был предложен в рамках Стандартной модели электрослабых взаимодействий, но до сих пор не был подтвержден экспериментально.
Электрослабое взаимодействие представляет собой общее описание двух фундаментальных взаимодействий — слабого и электромагнитного. Считается, что когда температура Вселенной достигала примерно 1015 кельвинов (сразу же после Большого взрыва), они были единым целым. В отличие от электромагнитных сил, слабые проявляются в масштабах, значительно меньших размера атомного ядра. Они обусловливают бета-распад последнего, при котором может испускаться как нейтрино, так и антинейтрино. Однако теория электрослабого взаимодействия описывает не только возникновение нейтрино, но и его взаимодействие с материей.
Согласно теории, если нейтрино взаимодействует с ядром через когерентное рассеяние, то выделяется энергия, которая передается ядру через Z-бозон — переносчик слабого взаимодействия. Этот процесс крайне сложно зафиксировать, поскольку энерговыделение очень незначительно (несколько килоэлектронвольт, кэВ). Чтобы повысить вероятность когерентного рассеяния, в качестве мишеней используют тяжелые элементы — йод, цезий или ксенон. Но чем тяжелее ядро, тем труднее обнаружить эту отдачу, что также осложняет ситуацию.
Для обнаружения рассеяния нейтрино предлагалось использовать криогенные детекторы, которые гипотетически способны регистрировать даже продукты взаимодействия темной материи с обычным веществом. Криогенный детектор — это очень холодная камера (температура всего лишь на одну сотую градуса выше абсолютного нуля), улавливающая небольшое количество тепла, которое выделяется при реакции нейтрино с ядрами. В качестве субстрата используются, например, кристаллы германия (Cryogenic Dark Matter Search) или вольфрамата кальция (The Cryogenic Rare Event Search with Superconducting Thermometers). Кроме того, в качестве детекторов могли бы применяться сверхпроводниковые устройства, модифицированные полупроводники или инертные жидкости.
Ученые выполнили необходимые расчеты и выяснили, что идеальный кандидат для мишени — йодид цезия с примесью натрия. Кристаллы этого вещества легли в основу небольшого детектора размером 10 на 30 сантиметров и весом 14 килограммов. Его установили на SNS — источнике нейтронов при Национальной лаборатории Ок-Ридж в штате Теннесси (США). Детектор был помещен в туннель, экранированный железом и бетоном, всего в 20 метрах от источника. SNS производит нейтронные пучки, однако при этом возникает побочный продукт — нейтрино.
В отличие от естественных источников нейтрино, например Солнца или атмосферы Земли, SNS может произвести пучок нейтрино достаточно большой, чтобы его уловил детектор, но в то же время достаточно малый, чтобы возникло когерентное рассеяние. По словам ученых, SNS и детектор идеально подходили друг другу. При взаимодействии с частицами молекулы йодида цезия превращаются в сцинтилляторы, то есть переизлучают энергию в виде света. Именно этот свет удалось зарегистрировать. В соответствии со Стандартной моделью было определено, что с кристаллом взаимодействовали мюонное нейтрино, мюонное антинейтрино и электронное нейтрино.
Какое значение имеет это открытие? Дело не только в том, что в очередной раз подтвердилась физическая картина мира, описываемая Стандартной моделью. Когерентное рассеяние поможет разработать средства мониторинга ядерных реакторов, позволяющие видеть сквозь стенку, что происходит внутри них. Когерентное рассеяние также происходит внутри обычных звезд, компактных объектов (нейтронные звезды) и во время вспышек сверхновых, что позволит больше узнать об их жизни и строении. Известно, что при взрыве массивной звезды нейтрино, присутствующие в недрах объекта, ударяются о внешнюю оболочку, формируя ударную волну, которая разрывает звезду на части. Когерентное рассеяние способно объяснить такое взаимодействие нейтрино с веществом взрывающейся звезды.
Кроме того, в поиске теоретических частиц темного вещества — вимпов (WIMP, Weakly Interacting Massive Particle) — ученые полагаются на регистрацию излучения от их столкновений с ядрами атомов. Его нужно отличать от фона, создаваемого когерентным рассеиванием нейтрино. Это улучшит данные, которые можно получить о темном веществе с помощью криогенных и других детекторов.
Александр Еникеев
Комментирование разрешено только первые 24 часа.
0 +0−0 | Юрий Устинов | 06:05:35 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
самый крутой. по едреным вшам. |
0 +0−0 | Анатолий Лысенко-Шариков | 04:28:11 04/08/2017 |
Какую-нибудь премию надо придумать и дать!Не всё же одному Чубайсу! |
-1 +0−0 | igor Brodetskiy | 23:05:48 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
Ну ты походу сказочный и д и о т. Сушествует десятки тысяч статей о нейтрино, в статье приведенной на ленте говорится о взаимодействии нейтрино с ядром именно благодаря тому что существует электро слабые взаимодействия. В статье приведенной тобой говорится о поглощении ядром нейтрино. и энергиях выделяемых при этом. Ни там ни там ссылок на раш источники нет |
-1 +0−0 | igor Brodetskiy | 22:35:47 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
истеричка, не хотел тебе говорить, но поясню тайну твоего рождения. Когда твоя мама лежал в отключке под стаканом боярки, она так и не узнала у кого из друзей лопнул андон в результате чего ты и появился. Ну еще была попытка неудачного абборта спицей, но ты оказался живуч |
-1 +0−0 | igor Brodetskiy | 22:18:10 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
Чем больше обшаюсь с русскими тем больше понимаю опастность хронического алкоголизма поколений |
-1 +0−0 | igor Brodetskiy | 21:40:06 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
де Билл на какком языке ты его читал и где ;), Клоун |
-1 +0−0 | Ярослав Евтихиев | 19:28:30 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
:) Я сейчас опасаюсь, что ряд асрономов и физиков вас планируют за такую ересь на костре сжечь. :))) |
-1 +0−0 | igor Brodetskiy | 18:54:12 04/08/2017 |
Во первых, где тут хоть слово про раш ученных. Во вторых аффффтор перед тем как писать статьи вы б материал поучили. Или у ленты уже нормальных афторов не осталось, одни бестолочи. Ну какое бето излучение в ядре? совсем долбанулись- |
-1 +0−0 | Ярослав Евтихиев | 12:21:54 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
Библия это не каталог всего сущего и не инструкция по экплуатации для вселенной. Это конспективное описание типовых ситуаций для принятия правильных решений каждым человеком, попадающим в подобные положения. Вот, допустим, вы покупаете велосипед. И вместе с ним инструкцию, паспорт, гарантию - это наука. А Библия это свод правил для того, чтобы вы не давили этим велосипедом окружающих, дисциплинированно вели себя на проезжей части и на тротуаре и имели понимание зачем вам вообще этот велосипед нужен. Если наука пытается подменить собой Библию или наоборот - то получается смешение разных жанров. Поэтому и не существует никакого конфликта между наукой и религией. Это два разных способа познания мира. Разные методы. Разные цели и задачи. Разные предметы. |
-2 +0−0 | igor Brodetskiy | 21:59:45 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
понятно, ошибка стакана и порванного андона, слился бедолага читальщик журналов, клоун Соундс |
-2 +0−0 | igor Brodetskiy | 20:52:21 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
Какого журнала при ду рок "Since of america"? Ты его читал? сказочнык де билл |
-2 +0−0 | igor Brodetskiy | 20:28:29 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
че это название рашкинских институтов на английском языке? молодец посторайся теперь их перевести на фрнцузский немецкий испански, китайский, Что обозначает твой поср, при дур ок |
-2 +0−0 | User 982374928 | 18:09:47 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
Вот вы два ослa - думаете что религия или наука (в ее текущем виде) могут дать какое либо понимание мира? Очевидно же что нет. И вообще вот - просвящайтесь - |
-2 +0−0 | Ярослав Евтихиев | 15:56:29 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
"но при условии, что читать её выборочно, трактовать как удобно и выгибать под текущую ситуацию" С точностью до наоборот. Читать, не отрывая от контекста, трактовать с оглядкой на канон (или в случае знакомства с культурой на среднем уровне, а не уровне безграмотного интернет-атеиста) и применять по назначению как общее правило, а не как инструкцию по эксплуатации или методичку. "С таким же успехом можно назначить истинным и всеохватным учебником жизни сборник лучших историй для дошкольников " Для интернет-атеистов это был бы недостижимо высокий уровень. Они не понимают и сказок про Колобка и Репку. Деградация безжалостна... Хотите проверить? Скажите мне о чем сказка Колобок, а о чем сказка про Репку? Ответите правильно - сможем применить эти навыки для анализа Библейских притч. Этих навыков средних дошколят обычно хватает для большинства тем. Но пока что ни один интернет-атеист еще не рассказал мне сути сказок. Вот пошутить, похамить (причем примитивно) это завсегда. "Почему непременно США, а не Бразилия или Алжир?" Потому что прогрессисты подчиняются системе уничтожений ценностей и антикультуре продвигаемой именно США, а не Бразилией или Алжиром. И знают они только мифологию (да и ту отрывочно, бессистемно). "Ой, извините, я опять рабски симулирую мыслительную деятельность своими конкретными вопросами и оперированием фактами " Извиняю. Факты из энциклопедий и навык их быстрого поиска в Интернете или поверхностного запоминания незначительных фактов меня не обманет. Передо мной интернет-атеист. А все интернет-атеисты одинаковы. |
-2 +0−0 | Alexey Checkin | 14:33:54 04/08/2017 |
Чет я не вижу в тексте ничего о российских ученых, вижу только слова и фото о Национальной лаборатории Ок-Ридж в штате Теннесси (США). |
-2 +0−0 | Ярослав Евтихиев | 11:05:18 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
У вас обрывочная система научных и религиозных фактов, перемешанная между собой и приправленная самоуверенностью. Сам текст Библии в легенде о сотворении мира не противоречит Стандартной модели. Там нет "небесной тверди" и вселенной вращающейся вокруг Земли. Там даже нет указания о форме Земли. Да и возможности физиков в любом случае ограничены. Даже если они познают свойства темной материи все равно вопросы о начале Вселенной и ее конце будут сугубо гипотетическими. Наука не ответит никогда на вопросы "зачем произошел Большой Взрыв", "Что было до появления пространства и времени" или "зачем существует Вселенная", "что останется после исчезновения Вселенной"(когда она расширится свыше всех пределов или аннигилирует). |
-3 +0−0 | Ярослав Евтихиев | 13:59:38 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
Вы читаете Библию как инструкцию по эксплуатации. А это в корне неверно. Это все равно, что читать инструкцию или закон и анализировать его как художественный текст. Я об этом говорил. Проклятие Хама в том и состояло, что определило судьбу всех его потомков. И произошло оно в результате на первый взгляд ерундовой оплошности. Хам просто посмеялся над тем, кто его спас. Это и есть "хамство". А хамы - это рабы. Их всегда используют. Хотя они и считают себя умнее окружающих... Я уже все сказал. Но пока мы не будем рассуждать в рамках единой компетенции - диалога не выйдет. Я понимаю, что вы ориентируетесь на декларацию освобождения рабов в ходе американской революции и считаете, что рабство это политическая категория. Затем вы переносите современные представления о политических правах раба на ситуацию за тысячи лет до этого, берете только одно высказывание без учета контекста и делаете вывод, который звучит весело. В рамках этой "логики" нет ни науки ни религии. Есть только рабское повиновение заданному направлению для симуляции мыслительной деятельности... Тут я бессилен вам помочь. |
-3 +0−0 | Ярослав Евтихиев | 09:28:41 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
Элементарно. Стандартная модель удивительным образом напоминает христианскую легенду о Сотворении мира. Да будет Свет! Знать и верить гораздо интереснее, чем не верить и не знать. В этой связи меня огорчают на Ленте только тупейшие создания вселенной - интернет-атеисты. |
-4 +0−0 | Ярослав Евтихиев | 12:43:17 04/08/2017 | ||||||
| ||||||||
Тоже интересный вопрос. Если Бог является создателем этой Вселенной, то что произошло с Его миром. Для науки важен научный метод, взаимосвязь, возможность перепроверки, подтверждения. В случае с объектами другой Вселенной не получится их таким образом исследовать. Можно только предполагать, верить. Но это уже не наука. Хотя некоторые гениальные прозрения ученых пусть и недоказанные ими - подтверждаются наукой в дальнейшем. Собственно мне поэтому и интересна Библия. Этот текст слишком мудро составлен для времени своего появления. Ну, не было тогда настолько образованных людей, способных на такой обширный, всеобъемлющий, однозначный, но многослойный текст. Если дать научный журнал по физике Архимеду, Платону или даже мастерам и ученым Рима, Египта, Китая, Шумера. То они не смогут извлечь из него полезных знаний. И наоборот. Если их премудрости вынести на обсуждение научной конференции по физике в настоящее время, то ученые справедливо обидятся. Зачем им заниматься этой всем известной ерундой! А с Библией все иначе. Она всегда актуальна, доступна и содержит смыслы для всех эпох. Даже самый гениальный художественный текст ограничен временем и не доносит всех смыслов в каждую из эпох. А Библия справляется! Те поделки, которые были сделаны после нее по уровню заметно ниже. И объяснение, что с этой задачей справился Бог представляется мне таким же логичным каким некоторые ученые воспринимают гипотезы и предположения своих великих предшественников... Впрочем когда я вижу возражения типа "Гагарин в космос летал и земля там круглая, так что ты дурак...", то с сожалением понимаю, что не объяснить этим варварам ни разницу между круглостью и шарообразностью, ни отсутствие связи между верой в Бога и формой планеты проживания. |
-4 +0−0 | Изя Камушкин | 10:26:45 04/08/2017 |
Заголовок из биологии, а текст по физике. Как это удаётся совмещать в одной статье ? Читайте ленту ! |