Все статьиВсе новостиВсе мнения
Стиль жизни
Спецтемы
Красивая странаРейтинги фокуса

Физики зарегистрировали естественные нейтрино земного происхождения

Физики зарегистрировали естественные нейтрино земного происхождения
Участники эксперимента Borexino объявили о том, что им удалось зарегистрировать электронные антинейтрино, рожденные в результате распада радиоактивных изотопов в коре и мантии Земли
000

Нейтрино - стабильные нейтральные частицы, слабо взаимодействующие с веществом, - изучаются довольно давно. Большая часть проведенных опытов была направлена на регистрацию нейтрино, испущенных Солнцем или полученных в результате взаимодействия космического излучения с ядрами атомов в атмосфере Земли. Обработав данные этих наблюдений, ученые сумели прояснить некоторые вопросы физики Солнца.

Кроме того, нейтрино (точнее, электронные антинейтрино) рождаются в недрах Земли в результате бета-распада изотопа 40K и некоторых нуклидов из цепей распада долгоживущих изотопов 238U и 232Th. Измерение потока таких геонейтрино может дать ответ на вопрос о том, как распределяются в объеме Земли радиоактивные элементы и насколько важную роль играют процессы их распада.

Как сообщает compulenta.ru, регистрировать геонейтрино чрезвычайно трудно: детектор должен иметь огромный объем и находиться в лаборатории, хорошо защищенной от космического и другого фонового излучения. Необходимо также учитывать, что геонейтрино имеют меньшую энергию, чем солнечные и атмосферные; это еще сильнее усложняет эксперимент и вынуждает специалистов использовать для обнаружения частиц углеводороды. В объеме детектора электронное антинейтрино может взаимодействовать с протоном с образованием позитрона и нейтрона. Эти частицы, в свою очередь, участвуют в образовании гамма-частиц, которые и служат свидетельством регистрации геонейтрино.

Первое сообщение об обнаружении геонейтрино пришло в 2005 году. Данные, представленные коллаборацией KamLAND, были, однако, не слишком надежны, поскольку ученым пришлось выделять полезные события на фоне потока антинейтрино от расположенных поблизости японских и южнокорейских ядерных реакторов (проект KamLAND направлен именно на изучение реакторных антинейтрино).

Эксперимент Borexino изначально ориентировался на регистрацию низкоэнергетичных солнечных нейтрино. Оборудование, удаленное от реакторов на несколько сотен километров, установлено в подземной Национальной лаборатории Гран-Сассо, защищенной слоем горных пород толщиной в полтора километра. Детектор имеет сложную структуру; в его центре находится нейлоновая сфера диаметром 4,25 м, удерживающая 278 т жидкого сцинтиллятора - псевдокумола с добавками дифенилоксазола. Этот объем ограждают от внешнего излучения 890 т раствора того же псевдокумола и диметилфталата, заключенного во вторую сферу из нержавеющей стали диаметром 13,7 м. Стальная конструкция размещается в огромной емкости, заполненной 2 400 т сверхчистой воды. Для сбора фотонов, излученных при сцинтилляции, используется 2 212 фотоэлектронных умножителей.

Авторы обработали данные, полученные за два года (537,2 дня непрерывной работы установки). За этот период, как сообщается, было зарегистрировано около 10 - 9,9 (+4,1, -3,4) - событий, соответствующих геонейтрино. Снятые спектры также дают возможность оценить перспективы теории о геореакторе - естественном ядерном реакторе в ядре Земли. Подсчет количества зарегистрированных электронных антинейтрино с подходящей энергией показал, что мощность такого геореактора не может превышать 3 ТВт.

Представитель научной группы Borexino Джанпаоло Беллини считает полученный результат первым подтвержденным случаем регистрации геонейтрино. Участник упомянутого ранее эксперимента KamLAND Ацуто Сузуки с ним, конечно же, не соглашается. «В 2008 году у KamLAND было уже 73 ± 27 зарегистрированных событий, а у Borexino сейчас - всего 9,9 (+4,1, -3,4), - напомнил ученый. - Думаю, тут и без моих объяснений все понятно».

Обе стороны, впрочем, согласны с тем, что им требуются большие объемы данных. В настоящее время планируется сразу несколько крупных экспериментов, в том числе амбициозный проект установки детектора массой в 10 тысяч тонн на дне Тихого океана.

0
Делятся
Google+
Подписка на фокус

ФОКУС, 2008 – 2017.
Все права на материалы, опубликованные на данном ресурсе, принадлежат ООО "ФОКУС МЕДИА". Какое-либо использование материалов без письменного разрешения ООО "ФОКУС МЕДИА" - запрещено. При использовании материалов с данного ресурса гиперссылка www.focus.ua обязательна.

Данный ресурс — для пользователей возрастом от 18 лет и старше.

Перепечатка, копирование или воспроизведение информации, содержащей ссылку на агентство ИнА "Українські Новини", в каком-либо виде строго запрещены.

Все материалы, которые размещены на этом сайте со ссылкой на агентство "Интерфакс-Украина", не подлежат дальнейшему воспроизведению и/или распространению в любой форме, кроме как с письменного разрешения агентства.

Материалы с плашками "Р", "Новости партнеров", "Новости компаний", "Новости партий", "Инновации", "Позиция", "Спецпроект при поддержке" публикуются на коммерческой основе.