Эксперимент мирового уровня, который ИЯИ РАН готовил несколько лет

Наука и жизньНаука

Охота за стерильным нейтрино

Кандидат физико-математических наук Алексей Понятов.

Гора Андырчи и посёлок исследователей Нейтрино. Вход в туннель, ведущий к экспериментальным установкам, расположен у подножия горы за зданием на переднем плане.

В июле 2019 года Баксанская нейтринная обсерватория (БНО) Института ядерных исследований РАН (ИЯИ) приступила к проведению эксперимента BEST (Baksan Experiment on Sterile Transitions). Его цель — обнаружение так называемых стерильных нейтрино. Это эксперимент мирового уровня, который ИЯИ РАН готовил несколько лет совместно с НИЦ «Курчатовский институт», Росатомом и Объединённым институтом ядерных исследований в Дубне.

В настоящее время известны три типа нейтрино и соответственно антинейтрино: электронное, тау и мюонное, что соответствует трём видам лептонов. Важнейшее их свойство — способность периодически превращаться друг в друга — осциллировать. Впервые предположение о такой особенности этих частиц высказал академик Бруно Максимович Понтекорво ещё в 1957 году. Позднее оно подтвердилось экспериментально, что было удостоено Нобелевской премии по физике за 2015 год (см. статью «“Оборотни” микромира», «Наука и жизнь» № 11, 2015 г.).

Взаимодействие электронного нейтрино (νе) с галлием приводит к превращению галлия в германий и испусканию электрона.

Именно осцилляциями удалось объяснить многолетнюю загадку дефицита солнечных нейтрино, когда на Земле регистрировалось солнечных электронных нейтрино примерно в три раза меньше, чем предсказывает теория, описывающая термоядерные реакции в недрах Солнца. В исследованиях этой проблемы с 1990 года участвовала и БНО. Достоинство используемого в БНО нейтринного телескопа с мишенью из галлия заключается в его способности регистрировать низкоэнергичные нейтрино, которые как раз и рождаются в термоядерных реакциях, отвечающих за подавляющую часть энергии, излучаемой Солнцем.

В 1995 году физики из Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) обнаружили нехватку нейтрино, рождающихся в реакторе. Они предположили, что, возможно, существует четвёртый тип нейтрино, который совершенно не взаимодействует с веществом. Эта частица, не участвующая ни в каких фундаментальных взаимодействиях и проявляющая себя только в осцилляциях нейтрино между собой, получила название «стерильное» нейтрино. Если другие нейтрино превращаются в стерильное, то обнаружить их невозможно, они как бы исчезают для исследователей.

Главный зал галлий-германиевого нейтринного телескопа. На переднем плане в центре — собранная установка BEST.

Проблема в том, что надёжность лосаламосского эксперимента недостаточна для однозначного вывода о существовании стерильного нейтрино. А в последующих экспериментах, в том числе и в других лабораториях, физики так и не смогли обнаружить эту неуловимую частицу, хотя некоторые обнадёживающие данные получили как отечественные, так и зарубежные исследователи. Поиск стерильного нейтрино в настоящее время активно ведётся в крупнейших лабораториях мира, к которым теперь присоединилась и российская БНО.

Нейтрино очень слабо взаимодействует с веществом, благодаря чему способно добраться до нас из глубин космоса и недр звёзд, неся важнейшую информацию о происходящих там процессах. Геофизики планируют изучать недра Земли, регистрируя нейтрино, рождающиеся там в радиоактивных распадах ядер. Детекторы, фиксирующие нейтрино, вылетающие из ядерных реакторов на АЭС, дают дополнительную информацию о протекании ядерной реакции. Но чтобы это всё работало достоверно, необходимо знать, переходят ли известные нейтрино в четвёртое, стерильное состояние.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Сколько можно спать? Сколько можно спать?

Еще несколько сотен лет назад европейцы спали дважды за сутки

Популярная механика
Униженные, оскорбленные и обиженные Униженные, оскорбленные и обиженные

Как писатели задевали близких своими произведениями

Weekend
Био-механизм Био-механизм

Пауки, пожалуй, самые высокотехнологичные существа на планете

Вокруг света
«Медицина стала точной наукой» «Медицина стала точной наукой»

Революция в изучении человека и новые методы терапии рака: мнение профессора РАН

Монокль
Пептиды — тёмная материя биологии? Пептиды — тёмная материя биологии?

Вадим Тихонович Иванов о химии живого

Наука и жизнь
Блокировка расчетного счета: что это и почему так происходит Блокировка расчетного счета: что это и почему так происходит

Блокировка расчетного счета: как быстро решить проблему и снять блокировку?

Inc.
Кто горы наворотил? Кто горы наворотил?

Поколения губок, мириады бактерий и водорослей – создатели земной коры

Популярная механика
Ностальгия на волне Ностальгия на волне

Почему звезды 90-х и 2000-х снова популярны в России?

Ведомости
Из любви к природе Из любви к природе

Экоосознанность и разумное потребление правят бал и в индустрии красоты

Psychologies
От Копенгагена до Нормандии: пять мест, где выгодно быть экологичным туристом От Копенгагена до Нормандии: пять мест, где выгодно быть экологичным туристом

Места, где за экологичное поведение туристы могут получить бонус

Forbes
Бедный мальчик Бедный мальчик

Кто помогает Абрамовичу-младшему заниматься бизнесом

Forbes
Пластик, металл, стекло: какая посуда подходит для микроволновки Пластик, металл, стекло: какая посуда подходит для микроволновки

Какая посуда безопасна для микроволновки, а от какой лучше отказаться?

CHIP
Пять вещей, которые категорически нельзя оставлять в машине в жару Пять вещей, которые категорически нельзя оставлять в машине в жару

Какие оставленные в автомобиле вещи в жаркую погоду могут быть фатальными

РБК
Страховка с биткойном Страховка с биткойном

Как работают инвестиционные полисы с привязкой к биткойну

Ведомости
Установка для очистки отработанных масел УОМ-3М(100) Установка для очистки отработанных масел УОМ-3М(100)

Как установка УОМ-3М(100) очищает отработанное моторное масло

Наука и техника
Золотой век английской карикатуры Золотой век английской карикатуры

«Отечество карикатуры и пародии» — об Англии Георгианской эпохи

Дилетант
Эра литий-ионных аккумуляторов Эра литий-ионных аккумуляторов

Почему ученые трудятся над тем, чтобы повысить безопасность батареек

Наука и техника
Женщина с иммуносупрессией заразилась кошачьей бактерией Женщина с иммуносупрессией заразилась кошачьей бактерией

Врачи сообщили о редком случае инфекции, вызванной бактерией Mycoplasma arginini

N+1
Узорочье древних славянок Узорочье древних славянок

Древняя мода: как выглядела одежда на Руси до XIII века

Знание – сила
Художник Татьяна Андреева: «Меня интересует волновая природа всего» Художник Татьяна Андреева: «Меня интересует волновая природа всего»

Татьяна Андреева о том, как поймать неуловимое и о новом большом проекте

РБК
Какие виды меда бывают и как получают разные сорта Какие виды меда бывают и как получают разные сорта

Обратимся к пчеловодству, чтобы узнать, как получают разные сорта меда

ТехИнсайдер
Нефть привлекает триллионы Нефть привлекает триллионы

Почему растет спрос на нефть в мире и какие перспективы у нефтяного рынка

Ведомости
Как фотограф Рино Бариллари снимал Одри Хепберн, принцессу Диану и 12 раз ломал ребра Как фотограф Рино Бариллари снимал Одри Хепберн, принцессу Диану и 12 раз ломал ребра

О том, почему профессия папарацци все еще жива и востребована

Forbes
Интерес над деньгами Интерес над деньгами

Финансовая составляющая – главная мотивация при трудоустройстве у 40% студентов

Ведомости
Дама с уликами: как Агата Кристи стала одним из самых продаваемых авторов в истории Дама с уликами: как Агата Кристи стала одним из самых продаваемых авторов в истории

История Агаты Кристи — одной из самых издаваемых и переводимых писательниц

Forbes
Почему понедельник – самый опасный день недели? Дело не только в работе Почему понедельник – самый опасный день недели? Дело не только в работе

Статистика неумолима: именно на понедельник приходится пик сердечных приступов

Inc.
Жук-лягушка, не знающий вывихов Жук-лягушка, не знающий вывихов

Как работает механизм блокировки вывиха у жуков-лягушек Sagra femorata

Наука и жизнь
Ценить свой труд: как Шарлотта Гилман призывала женщин к экономической независимости Ценить свой труд: как Шарлотта Гилман призывала женщин к экономической независимости

Как Шарлота Гилман боролась за женскую свободу вне домашних стен

Forbes
Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят Пластиковый мусор в гнездах стал смертельной ловушкой для аистят

Как пластиковый мусор в гнездах вредит потомству белых аистов

N+1
Беспроигрышное вложение Беспроигрышное вложение

Что может сработать на национальную идею о многодетности?

Ведомости
Открыть в приложении