365NEWSX
365NEWSX
Subscribe

Welcome

Нейтрино нужно разговорить - Элементы

Нейтрино нужно разговорить - Элементы

Нейтрино нужно разговорить - Элементы
Aug 13, 2020 19 mins, 20 secs

Почему нейтрино почти не Ð²Ð·Ð°Ð¸Ð¼Ð¾Ð´ÐµÐ¹ÑÑ‚вует с Ð¾Ð±Ñ‹Ñ‡Ð½Ñ‹Ð¼ веществом и Ð¿Ñ€Ð¾ÑˆÐ¸Ð²Ð°ÐµÑ‚ насквозь миллиарды звезд?

Могут Ð»Ð¸ нейтрино быть частицами загадочной темной материи?

Ð’ Ñ‡ÐµÐ¼ польза от Ð¸ÑÑÐ»ÐµÐ´Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ нейтрино для «народного хозяйства»?

Помогут Ð»Ð¸ детекторы нейтрино проконтролировать производство ядерного оружия.

И ÐºÐ°Ðº поймать нейтрино, рожденные в Ð½ÐµÐ´Ñ€Ð°Ñ… Земли.

Ð’ Ð¸Ð½Ñ‚ервью он Ñ€Ð°ÑÑÐºÐ°Ð·Ð°Ð» не Ñ‚олько о Ñ„изике нейтрино, но Ð¸ Ð¾ ÑÐ²Ð¾ÐµÐ¼ жизненном пути, исследовательской и Ð°Ð´Ð¼Ð¸Ð½Ð¸ÑÑ‚ративной деятельности и Ð¾ Ñ‚ом, как институт выжил в Ð´ÐµÐ²ÑÐ½Ð¾ÑÑ‚ые годы и ÐºÐ°Ðº функционирует сейчас.

— Ð¡ÐµÐ³Ð¾Ð´Ð½Ñ изучение свойств нейтрино является одним из ÐºÐ»ÑŽÑ‡ÐµÐ²Ñ‹Ñ… направлений исследований физики частиц.

— Ð“ипотеза о ÑÑƒÑ‰ÐµÑÑ‚вовании нейтрино была предложена Вольфгангом Паули в 1930-е Ð³Ð¾Ð´Ñ‹ для того, чтобы спасти закон сохранения энергии.

Нейтрино выступило на ÑÑ†ÐµÐ½Ñƒ как спаситель этой важнейшей концепции в Ð½Ð°ÑƒÐºÐµ.

Позже, когда нейтрино открыли и ÐºÐ¾Ð³Ð´Ð° изучили некоторые его свойства, было обнаружено, что физика нейтрино в Ð½Ð°ÑˆÐµÐ¼ мире и Ð² Â«ÐºÑÑ€Ñ€Ð¾Ð»Ð»Ð¾Ð²ÑÐºÐ¾Ð¼ зазеркалье» сильно различается.

И ÑÐµÐ¹Ñ‡Ð°Ñ надеются, что если мы ÑÐ¼Ð¾Ð¶ÐµÐ¼ аккуратно измерить все свойства нейтрино, то Ð¾Ð½Ð¾ снова укажет нам путь, на ÑÑ‚от раз за Ð¿Ñ€ÐµÐ´ÐµÐ»Ñ‹ Стандартной модели.

— Ð§Ñ‚о мы Ð·Ð½Ð°ÐµÐ¼ на Ð´Ð°Ð½Ð½Ñ‹Ð¹ момент о Ñ€Ð¾Ð»Ð¸ нейтрино в ÑÐ²Ð¾Ð»ÑŽÑ†Ð¸Ð¸ Вселенной.

— Ð’ ÑÐ²Ð¾Ð»ÑŽÑ†Ð¸Ð¸ нашей Вселенной нейтрино играет довольно серьезную роль.

Например, после Большого взрыва, считающегося рождением Вселенной, в Ð¿ÐµÑ€Ð²Ñ‹Ðµ доли секунды нейтрино вместе с Ñ„отонами, электронами, протонами, нейтронами и Ñ‚. Ð´.

Если Ð±Ñ‹ число типов нейтрино в Ð³Ð°Ð·Ðµ было другим, то Ñƒ ÑÑ‚ого газа были Ð±Ñ‹ несколько другие свойства, и ÑÑ‚о привело Ð±Ñ‹ к Ð½ÐµÑÐºÐ¾Ð»ÑŒÐºÐ¾ другой эволюции Вселенной?

Нам известно, что масса нейтрино составляет не Ð±Ð¾Ð»ÐµÐµ одного электронвольта (эВ).

Если Ð±Ñ‹, скажем, масса нейтрино была 50 ÑÐ’, то Ð½Ð°ÑˆÐ° Вселенная уже давно сколлапсировала Ð±Ñ‹ обратно в Ñ‚очку, в Ñ‚ак называемую сингулярность.

— ÐšÐ°ÐºÑƒÑŽ роль играет нейтрино в Ð²Ð¾Ð·Ð½Ð¸ÐºÐ½Ð¾Ð²ÐµÐ½Ð¸Ð¸ галактик.

Нейтрино по-прежнему играет роль возможного кандидата на Ñ€Ð¾Ð»ÑŒ темной материи?

И ÑÐ½Ð¾Ð²Ð° всё зависит от Ñ‚ого, какие у Ð½ÐµÐ¹Ñ‚рино свойства и Ð¼Ð°ÑÑÐ°.

Если Ð±Ñ‹ масса нейтрино была слишком маленькая, то Ñ‚акая темная материя приводила Ð±Ñ‹, наоборот, к Ñ‚ому, что никакие галактики не Ð¼Ð¾Ð³Ð»Ð¸ Ð±Ñ‹ образоваться.

Если масса нейтрино потяжелее, они могли Ð±Ñ‹ играть роль темной материи.

— ÐœÐ¾Ð¶ÐµÑ‚е Ð»Ð¸ вы Ð¿Ñ€Ð¸Ð²ÐµÑÑ‚и такой пример важности нейтрино, который касался Ð±Ñ‹ непосредственно нас всех.

Если Ð±Ñ‹ нейтрино не ÑÑƒÑ‰ÐµÑÑ‚вовали, то Ð¡Ð¾Ð»Ð½Ñ†Ðµ Ð±Ñ‹ вообще не Ð³Ð¾Ñ€ÐµÐ»Ð¾.

Без нейтрино такой реакции не Ð±Ñ‹Ð»Ð¾ Ð±Ñ‹, Солнце не Ð³Ð¾Ñ€ÐµÐ»Ð¾ Ð±Ñ‹ и, соответственно, не Ð±Ñ‹Ð»Ð¾ Ð±Ñ‹ жизни на Ð—емле.

— Ð˜ÑÑÐ»ÐµÐ´ÑƒÑ нейтрино сверхвысоких энергий, сможем Ð»Ð¸ мы Ð¿Ð¾Ð½ÑÑ‚ÑŒ, что было с Ð½Ð°ÑˆÐµÐ¹ планетой и Ñ Ð½Ð°ÑˆÐµÐ¹ Галактикой в Ð¼Ð¾Ð¼ÐµÐ½Ñ‚ их Ð²Ð¾Ð·Ð½Ð¸ÐºÐ½Ð¾Ð²ÐµÐ½Ð¸Ñ.

— Ðš Ð¾Ñ‚вету на ÑÑ‚от вопрос стремится, например, эксперимент Baikal-GVD, который исследует нейтрино с Ð¾Ñ‡ÐµÐ½ÑŒ большими энергиями.

Ð’ Ñ‚ом числе там возникают такие прозаические для земных ускорителей частицы, как пионы, каоны и Ð´Ñ€ÑƒÐ³Ð¸Ðµ, которые ускоряются и Ð¿Ñ€Ð¸ своих распадах частенько дают нейтрино.

Кроме того, для нас важно слабое взаимодействие нейтрино?

Если выстроить миллиард солнц по Ð¿Ð¾Ñ€ÑÐ´ÐºÑƒ, одно за Ð´Ñ€ÑƒÐ³Ð¸Ð¼, нейтрино с ÑÐ½ÐµÑ€Ð³Ð¸ÐµÐ¹ 1 Ð¼Ð»Ð½ ÑÐ’, пролетая сквозь этот строй, провзаимодействует с Ð²ÐµÑ‰ÐµÑÑ‚вом всего один раз?

Так что оно без проблем покидает область черной дыры, проходит через половину Вселенной и Ð¼Ð¾Ð¶ÐµÑ‚ прийти к Ð½Ð°Ð¼ и Ð¿Ñ€Ð¸Ð½ÐµÑÑ‚и информацию о Ñ‚ом, как и Ð³Ð´Ðµ оно родилось.

Мы Ð¼Ð¾Ð¶ÐµÐ¼ читать информацию о Ð³Ð°Ð»Ð°ÐºÑ‚иках прямо с Ð¿Ð¾Ð¼Ð¾Ñ‰ÑŒÑŽ нейтрино.

— Ð•ÑÑ‚ÑŒ такие места во Ð’селенной, про которые мы Ð½Ðµ ÑÐ¼Ð¾Ð¶ÐµÐ¼ надежно ничего сказать без регистрации нейтринного сигнала оттуда.

Нейтринная астрономия возможна при условии, что мы Ð½Ð° Ð—емле сможем аккуратно установить, откуда к Ð½Ð°Ð¼ пришло нейтрино.

А ÑÐ´ÐµÐ»Ð°Ñ‚ÑŒ мы ÑÑ‚о можем потому, что у Ð½ÐµÐ¹Ñ‚рино очень большая энергия, и Ð²ÑÐµ частицы, которые оно рождает, когда взаимодействует в Ð´ÐµÑ‚екторе, будут лететь строго в Ñ‚ом Ð¶Ðµ направлении, откуда нейтрино само пришло.

Например, наш байкальский телескоп Baikal-GVD регистрирует черенковское излучение, которое генерируют эти заряженные частицы, и Ð¼Ð¾Ð¶ÐµÑ‚ достаточно хорошо, с Ñ‚очностью лучше одного градуса, определить направление нейтрино.

— Ð˜ÑÑÐ»ÐµÐ´Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ðµ нейтрино стоит на Ð¿ÐµÑ€ÐµÐºÑ€ÐµÑÑ‚ке физики частиц, космологии и Ð°ÑÑ‚рофизики.

— Ð’ ÐžÐ˜Ð¯Ð˜ пока мало астрономов или космологов, которые Ð±Ñ‹ занимались исследованием нейтрино.

Это значит, что результаты, которые мы Ð¿Ð¾Ð»ÑƒÑ‡Ð°ÐµÐ¼, изучая нейтрино, переосмысливаются в Ð±Ð¾Ð»ÐµÐµ глобальном контексте.

Это, к Ð¿Ñ€Ð¸Ð¼ÐµÑ€Ñƒ, позволяет понять, что происходило во Ð’селенной в Ñ†ÐµÐ»Ð¾Ð¼, как образовывались галактики, какие механизмы приводили к Ñ‚ому, что возникали активные галактические ядра, как нейтрино проходит через плотное вещество.

— Ð’ Ð¸ÑÑÐ»ÐµÐ´Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸ÑÑ… нейтрино вы Ñ ÐºÐ¾Ð»Ð»ÐµÐ³Ð°Ð¼Ð¸ придерживаетесь какой-нибудь конкретной теории Новой физики.

На Ð¿Ñ€ÐµÑ†Ð¸Ð·Ð¸Ð¾Ð½Ð½Ð¾Ðµ измерение тонких свойств нейтрино нацелен, например, международный проект JUNO (Jiangmen Underground Neutrino Observatory).

JUNO уже рутинным образом будет использовать явление нейтринных осцилляций для исследования свойств нейтрино.

Древние античные философы полагали, что можно чисто умозрительно, без эксперимента, понять, как устроена Вселенная.

Дальше вместе с Ñ‚еоретиками мы Ð´Ð¾Ð»Ð¶Ð½Ñ‹ понять, где ее Ð¸ÑÑ‚очник, какие механизмы могли Ð±Ñ‹ приводить к Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸ÑŽ этих высокоэнергетических нейтрино и Ñ‚ак далее.

Без теоретиков и Ñ‚еоретического осмысления невозможно получить настоящий результат?

Можно Ð»Ð¸ нейтрино, так сказать, использовать в Ð½Ð°Ñ€Ð¾Ð´Ð½Ð¾Ð¼ хозяйстве.

Детектор массой около тонны может регистрировать огромные потоки нейтрино, собирая большую статистику данных â€” порядка пяти тысяч событий в Ð´ÐµÐ½ÑŒ!

Один из ÑÐºÑÐ¿ÐµÑ€Ð¸Ð¼ÐµÐ½Ñ‚ов â€” это поиск стерильных нейтрино, другой â€” поиск возможного магнитного момента у Ð½ÐµÐ¹Ñ‚рино, третий â€” исследование и Ð¸Ð·Ð¼ÐµÑ€ÐµÐ½Ð¸Ðµ вероятности когерентного рассеяния нейтрино на ÑÐ´Ñ€Ðµ.

— ÐŸÑ€Ð¾Ñ†ÐµÑÑ когерентного рассеяния весьма интересен, поскольку на Ñ„ундаментальном уровне нейтрино взаимодействует с Ð¿Ñ€Ð¾Ñ‚онами и Ð½ÐµÐ¹Ñ‚ронами, из ÐºÐ¾Ñ‚орых состоит ядро?

Так вот, при энергиях нейтрино порядка нескольких миллионов электронвольт оказывается, что вероятность взаимодействия нейтрино с ÑÐ´Ñ€Ð¾Ð¼, содержащим N нейтронов, больше соответствующей вероятности взаимодействия с Ð¾Ð´Ð½Ð¸Ð¼ нейтроном в N2 Ñ€Ð°Ð·.

Не Ð¼ÐµÐ½ÐµÐµ, а, может быть, даже более важна польза от Ñ€Ð°Ð·Ð²Ð¸Ñ‚ия технологий, связанных с Ð¸ÑÑÐ»ÐµÐ´Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸ÐµÐ¼ нейтрино, необходимых для того, чтобы сделать следующий шаг в Ð½Ð°ÑƒÐºÐµ.

— Ð¢Ð¾ ÐµÑÑ‚ÑŒ с Ð¿Ð¾Ð¼Ð¾Ñ‰ÑŒÑŽ нейтрино можно осуществлять контроль за ÑÐ´ÐµÑ€Ð½Ð¾Ð¹ безопасностью.

К Ñ‚ому Ð¶Ðµ нейтрино невозможно обмануть.

Методика, использующая нейтрино для оценки количества рожденного плутония-239, сейчас в ÑÑ‚адии разработки.

— ÐšÐ°Ðº еще может практически применяться нейтрино?

— ÐŸÐ¾ÑÐºÐ¾Ð»ÑŒÐºÑƒ нейтрино довольно слабо взаимодействует с Ð²ÐµÑ‰ÐµÑÑ‚вом, оно может без проблем пройти сквозь Землю.

Но Ñ‡ÐµÐ¼ больше вещества, тем чаще нейтрино с Ð½Ð¸Ð¼ взаимодействует.

Более того, число взаимодействий нейтрино внутри нашей планеты будет зависеть от Ñ‚ипа атомов тех или иных веществ, от Ñ‚ого, сколько протонов и Ð½ÐµÐ¹Ñ‚ронов в ÑÐ´Ñ€Ð°Ñ… этих атомов.

Для томографии Земли можно использовать атмосферные нейтрино?

— ÐÐ° Ð—емлю постоянно падают космические протоны, они взаимодействуют с ÑÐ´Ñ€Ð°Ð¼Ð¸ азота, кислорода и Ð´Ñ€ÑƒÐ³Ð¸Ñ… элементов атмосферы и Ñ€Ð¾Ð¶Ð´Ð°ÑŽÑ‚ пионы, каоны и Ð´Ñ€ÑƒÐ³Ð¸Ðµ частицы, которые иногда распадаются с Ñ€Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸ÐµÐ¼ нейтрино.

Поэтому вся атмосфера светится нейтрино.

Со Ð²ÑÐµÑ… сторон они падают на Ð—емлю, проходят сквозь Землю, и, если поставить достаточное число детекторов и Ð¸Ð·Ð¼ÐµÑ€Ð¸Ñ‚ÑŒ, сколько нейтрино проходит с Ñ‚ой или иной ее ÑÑ‚ороны, можно просканировать Землю?

А Ð¿Ð¾Ñ‚ом этими технологиями пользуется всё человечество, уже без всякой связи с Ð½ÐµÐ¹Ñ‚рино.

Их Ð¼Ð¾Ð¶Ð½Ð¾ использовать в Ð¼ÐµÐ´Ð¸Ñ†Ð¸Ð½Ðµ, в Ñ‚омографии.

— ÐšÐ°ÐºÐ¾Ðµ значение для вашей работы имеет обнаружение нейтрино ультравысоких энергий в 2013 Ð³Ð¾Ð´Ñƒ в Ñ€Ð°Ð¼ÐºÐ°Ñ… эксперимента IceCube в ÐÐ½Ñ‚арктиде.

— Ð­Ñ‚о важнейшее открытие играет ключевую роль.

Мы Ñ‚еперь знаем, что наш телескоп обязательно увидит нейтрино из ÐºÐ¾ÑÐ¼Ð¾ÑÐ°, а Ð·Ð½Ð°Ñ‡Ð¸Ñ‚, инвестиции будут не Ð½Ð°Ð¿Ñ€Ð°ÑÐ½Ñ‹.

Отличные свойства байкальской воды могут позволить нам определить источники нейтрино сверхвысоких энергий?

Потом я Ð·Ð°Ð¸Ð½Ñ‚ересовался нейтрино и Ð¿Ñ€Ð¸ÑˆÐµÐ» в Ð›Ð°Ð±Ð¾Ñ€Ð°Ñ‚орию ядерных проблем (ЛЯП).

Ð’ Ð½Ð°ÑƒÐºÐµ это было практически невозможно.

Во Ð²Ñ€ÐµÐ¼Ñ аспирантуры я Ð·Ð°Ð½Ð¸Ð¼Ð°Ð»ÑÑ экспериментами в CERN с ÑƒÑÐºÐ¾Ñ€Ð¸Ñ‚ельными нейтрино и Ð´Ð¾ÑÑ‚аточно хорошо изучил эту физику.

Приходится заниматься многими вещами, не Ð¸Ð¼ÐµÑŽÑ‰Ð¸Ð¼Ð¸ прямого отношения к Ñ„изике нейтрино.

Это было Ð±Ñ‹ невозможно без всемерной поддержки дирекции ОИЯИ, а Ñ‚акже слаженной работы всего коллектива.

Любой человек может зайти ко Ð¼Ð½Ðµ или к Ð´Ð¸Ñ€ÐµÐºÑ‚ору, у Ð½Ð°Ñ не Ð½Ð°Ð´Ð¾ записываться через секретаря, я Ð±Ð¾Ð»ÑŒÑˆÑƒÑŽ часть времени общаюсь с Ð»ÑŽÐ´ÑŒÐ¼Ð¸, у ÐºÐ¾Ñ‚орых вообще нет никаких должностей, с Ð¼Ð¾Ð»Ð¾Ð´ÐµÐ¶ÑŒÑŽ, техниками из Ð¼ÐµÑ…анических мастерских, инженерами, физиками â€” мне это без разницы?

Я Ð²Ð¸Ð´ÐµÐ», что существует какой-то барьер, что человек упирается головой в Ð¿Ð¾Ñ‚олок и Ð²Ñ‹Ð¹Ñ‚и невозможно?

Если нейтрино разговорить, оно расскажет много интересного и Ð²Ð°Ð¶Ð½Ð¾Ð³Ð¾ о Ð·Ð°ÐºÐ¾Ð½Ð°Ñ… природы и Ð¾ ÑÐ°Ð¼Ñ‹Ñ… далеких уголках Вселенной

Summarized by 365NEWSX ROBOTS

1 В России выросло число обращений к психологам после теракта в «Крокусе»

Mar 27, 2024 # politics 22 secs

2 Силы ПВО уничтожили 16 снарядов РСЗО «Вампир» над территорией России

Mar 27, 2024 # politics 19 secs

3 Рост числа пострадавших почти вдвое при теракте в «Крокусе» объяснили

Mar 26, 2024 # politics 25 secs

4 В Госдуме заявили о намерении России уничтожать солдат Франции на Украине

Mar 21, 2024 # politics 33 secs

5 Стало известно о состоянии пострадавших во время теракта в «Крокусе»

Mar 23, 2024 # politics 26 secs

6 В теракте в «Крокус Сити Холле» пострадал гражданин Белоруссии

Mar 23, 2024 # politics 26 secs

7 Пожарные МЧС России пострадали при обстреле в Белгородской области

Mar 26, 2024 # politics 26 secs

8 Над Брянской областью уничтожили беспилотник

Mar 23, 2024 # politics 18 secs

9 На одном из погибших в «Крокусе» нашли похожий на взрывное устройство предмет

Mar 23, 2024 # politics 24 secs

10 МЧС дополнило список погибших в ходе теракта в «Крокусе»

Mar 24, 2024 # politics 22 secs

RECENT NEWS

SUBSCRIBE

Get monthly updates and free resources.

CONNECT WITH US

© Copyright 2024 365NEWSX - All RIGHTS RESERVED