Байкальский подводный нейтринный телескоп
Введение
В 1930 году при изучении продуктов радиоактивного распада ядер было обнаружено, что энергия распадающегося ядра больше суммарной энергии продуктов распада. Вольфганг Паули предположил, что в продуктах распада должна быть еще одна легкая незаряженная частица, которая и уносит эту недостающую энергию. Энрико Ферми назвал ее “нейтрино”. Хотя предположение Паули было правильным, экспериментально оно было подтверждено только в 1956 году, когда американские физики обнаружили взаимодействие с веществом нейтрино, вылетающих из ядерного реактора.
Нейтрино - это двигающиеся со скоростью света, нейтральные частицы. До недавнего времени считалось, что их масса равна нулю. Экспериментальное исследование этих частиц чрезвычайно затруднено, поскольку нейтрино имеют очень маленькое сечение взаимодействия с веществом (10-43см2). Для них проницаемо практически все, они беспрепятственно преодолевают гигантские расстояния и доставляют на Землю сведения об интереснейших процессах, “свидетелями” которых они были несколько минут или несколько миллиардов лет назад. Поэтому сегодня нейтрино-объект изучения мощных научных лабораторий во всех странах мира.
Нейтрино образуются в ходе разных ядерных реакций, поэтому их можно условно разделить по происхождению. Один из источников нейтрино - распад ядер в реакторах атомных электростанций. Другой источник - атмосфера Земли. Верхние слои атмосферы постоянно бомбардируются частицами, прилетающими из космоса (в основном это протоны) . Энергии их таковы, что они порождают цепочки ядерных реакций, одним из продуктов которых могут быть нейтрино. Источником нейтрино служит, конечно, Солнце. Именно солнечные нейтрино помогают понять процессы, происходящие внутри Солнца и других звезд. И, наконец, следует сказать о нейтрино сверхвысоких энергий, потоки которых возникают, например, при взрывах сверхновых.
Для регистрации различных нейтрино строятся соответствующие установки, которые отличаются конструкцией, размерами и местоположением, в соответствии с тем, какой метод детектирования они осуществляют и на какую энергию частиц рассчитаны.
В данной работе приводится описание подводного детектора, регистрирующего черенковское излучение, генерируемое мюонами, рождаемыми в реакциях взаимодействия нейтрино с веществом.
Байкальский подводный нейтринный телескоп
При прохождении через вещество нейтрино может взаимодействовать с различными частицами вещества, в том числе протекает следующая реакция:
p + νμ μ + n.
При прохождении через достаточно плотную среду, например, воду, быстрый мюон генерирует черенковское излучение, которое можно зарегистрировать светочувствительными детекторами.
В 1980 г. в ИЯИ АН СССР была создана лаборатория нейтринной астрофизики высоких энергий, целью которой стало создание на озере Байкал глубоководных черенковских установок для исследования потоков мюонов и нейтрино. Создание больших детекторов для исследований в области нейтринной астрофизики в таком естественном водоеме как озеро Байкал имело следующие преимущества:
1. Наличие мест в озере Байкал с глубиной более 1 км, расположенных недалеко от берега.
2. Поглощение и рассеяние света в Байкальской воде мало. Длина поглощения света в месте дислокации детектора составляет 20 м. Длина рассеяния около 15 м.
3. Наличие ледового покрова в течение приблизительно 8 недель существенно облегчает развертывание детектора (по сравнению с реализацией аналогичных проектов в океане) .
Рис. 1. Спутниковая фотосъемка озера Байкал 29 мая 2001 года
Рис. 2. Детектор расположен на расстоянии 3.6 км от берега и погружен на глубину 1.1км.
(местоположение на карте указано звездочкой)
Рис. 3. Слева: трос с укрепленными на нем детектирующими устройствами и управляющим модулем. Справа: вся светочувствительная часть детектора (соединение стрингов в единую структуру) .
Естественные науки
Что вы знаете о нейтринном телескопе на Байкале?
Добавить нечего - ответ тов. Берии просто исчерпывающий!
Просто к сведению: только нейтрино/антинейтрино смогут дать ответ - куда же все-таки делось антивещество при рождении Вселенной? Фотоны (световые, ИК, УФ, рентгеновские, гамма...) , излучаемые веществом и антивеществом в недрах звезд и ядер Галактик неотличимы друг от друга, траектории заряженных частиц безнадежно запутываются по пути к Земле, свободные нейтроны (антинейтроны) живут всего 15 минут и не могут долететь до нас. И лишь поток антинейтрино, идущий, скажем, от обычной на вид звезды, скажет, что звезда эта - из антиматерии...
Просто к сведению: только нейтрино/антинейтрино смогут дать ответ - куда же все-таки делось антивещество при рождении Вселенной? Фотоны (световые, ИК, УФ, рентгеновские, гамма...) , излучаемые веществом и антивеществом в недрах звезд и ядер Галактик неотличимы друг от друга, траектории заряженных частиц безнадежно запутываются по пути к Земле, свободные нейтроны (антинейтроны) живут всего 15 минут и не могут долететь до нас. И лишь поток антинейтрино, идущий, скажем, от обычной на вид звезды, скажет, что звезда эта - из антиматерии...
Похожие вопросы
- Помогите пожалуйста найти информацию про нейтрино (или нейтринные) телескопы. Чеб больше, тем лучше. Всем сразу спасибо.
- НЕЙТРИННАЯ ПУШКА ПРОТИВ ЯДЕРНОЙ БОМБЫ?
- Что Вы знаете об озере Байкал?
- доброе время суток. кто знает, телескоп полезная штука?
- 230 крат для телескопа нормально чтоб да урана дотянула в хорошем качестве!!!
- самодельный телескоп почему размытое изображение
- Несколько вопросов о фотоаппарате и телескопе
- Как нацелить телескоп на конкретную планету?
- Какой покупаемый телескоп способен видеть на 40 световых лет?
- чем дальше мы смотрим в телескоп, тем больше мы видим прошлое?