Китайские ученые намерены построить в океане новый детектор нейтрино, занимающий объем в 30 км3 жидкости. Он будет представлять собой 55 тыс. модулей, висящих в толще воды. Физики надеются, что это позволит изучить элементарные частицы, которые обычно остаются полностью невидимыми.
Неуловимые частицы
Консорциум китайских ученых собирается строить в океане гигантский нейтринный детектор. Его целью станет изучение крошечных элементарных частиц, рождающихся во многих естественных процессах как на Земле, так и далеко в космосе, но о которых мы до сих пор ничего не знаем.
На самом деле нейтрино — это три разных типа частиц, которые рождаются в совершенно разных физических процессах. Общее у них то, что они не имеют ни массы, ни заряда. И поэтому практически не взаимодействуют с остальным веществом.
Нейтрино могут пролететь миллионы световых лет и десяток звезд насквозь, прежде чем провзаимодействуют с каким-то атомом. Поэтому главная проблема с ними — уловить хоть что-нибудь. Ученые уже разработали несколько способов их улавливания, которые используются в уже существующих детекторах.
Детекторы нейтрино
Первый способ заключается в использовании тетрахлорэтана. Нейтрино относительно неплохо реагирует с атомами хлора-37 в его составе, превращая их в аргон-37, и обычные детекторы это могут увидеть. Но таким образом создать большой детектор сложно, поэтому в последние годы используется другое явление.
Очень редко нейтрино взаимодействует с обычной молекулой воды, выбивая из нее высокоэнергетические электроны. Возникает так называемое черенковское излучение, которое можно зарегистрировать. Именно на этом принципе работают все нейтринные обсерватории, построенные в последние годы: IceCube, KM4Net, Lake Baikal.
Детектор объемом 30 км3
Взаимодействие нейтрино с водой действительно происходит очень редко. Поэтому китайские ученые решили построить обсерваторию, в которой будет отслеживаться взаимодействие нейтрино с водой объемом 30 км3.
Ее разместят непосредственно в океане. Обсерватория будет состоять из 55 тыс. отдельных детекторов, которые соберут в нити и вертикально опустят в море. В общей сложности их должно быть около 2300.
Все это делается не только из-за самих нейтрино, но и ради разгадывания тайны космических гамма-лучей. Уже более ста лет ученые подозревают, что высокоэнергетические гамма-частицы могут рождаться в результате тех же процессов, что и крохотные невидимки.
Но что это за процессы и как они протекают, неизвестно. Поэтому ученые заинтересованы в том, чтобы наблюдения на новом детекторе проходили параллельно с исследованием гамма-лучей. Если они смогут четко связать эти два явления, то и их источник также будет идентифицирован.
По материалам phys.org.
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
