Американский исследователь Фрэнсис Хальцен получил высшую награду — Нобелевскую премию по физике — за работу с мельчайшими частицами, нейтрино. Именно благодаря его открытиям в Антарктиде удалось создать нейтринную обсерваторию IceCube. Эта обсерватория представляет собой протянувшуюся на километры систему детекторов фотонов, размещенных глубоко под толщей льда на Южном полюсе. Проходя сквозь лед, нейтрино иногда сталкиваются с атомами, порождая частицы, называемые мюонами. Двигаясь сквозь лед, эти мюоны испускают свет, который улавливается детекторами, что позволяет ученым определять направление, откуда прибыло нейтрино. Детекторы обсерватории Baikal-GVD не вмораживают в ледяной панцирь, как на станции IceCube, — они плавают в чистой воде Байкала на специальных тросах, закрепленных на дне. Фото: Baikal-GVD Однако значение этих открытий выходит далеко за пределы Южного полюса: с помощью IceCube исследователи могут регистрировать нейтрино, возникающие в ходе процессов с колоссальным энерговыделением в далеком космосе. Российский (а на самом деле — советский) след в нынешней Нобелевской премии вполне очевидный. Дело не только в том, что в СССР похожий нейтринный аппарат начали создавать еще в начале 1980-х. Саму идею искать следы нейтрино не в лабораториях, а в огромных природных водоемах — озерах или морях — придумал советский физик, академик Моисей Марков. Все началось в 1960 году на конференции в Рочестере. И это далеко не типичная история о том, как идея одинокого советского гения затерялась на страницах научного журнала, чтобы спустя десятилетия быть заново открытой на Западе. Идея, озвученная Марковым на конференции в Рочестере, сразу привлекла внимание ведущих западных физиков. В их числе был и будущий лауреат Фрэнсис Хальцен. В своих воспоминаниях он так описывал это событие: «Глядя на фото Моисея Маркова и Бруно Понтекорво, я всегда вспоминаю, что Понтекорво придумал в физике нейтрино почти всё, кроме идеи самого детектора. Она родилась у Маркова». Чтобы построить черенковский детектор, необходимо спуститься на большую глубину в океан или, если речь идет о России, на дно озера Байкал. В полной темноте этих глубин размещают множество световых датчиков, которые в совокупности охватывают гигантский объем воды — целый кубический километр. Хальцен мысленно выделяет этот километр и фиксирует пролетающие сквозь планету частицы. Способностью проходить сквозь всю толщу Земли обладают исключительно нейтрино — для любых других частиц планета служит непреодолимым барьером. Что происходит с этим нейтрино? Обычно оно прошивает детектор насквозь, оставаясь абсолютно незаметным. Однако раз на миллион в зоне видимости IceCube случается лобовое столкновение нейтрино с протоном. Происходит ядерная реакция, и вода вспыхивает синим цветом — совсем как в ядерном реакторе. В этих абзацах лаконично сформулированы принципы работы обсерватории IceCube и концепция, удостоенная Нобелевской премии.
Источник новости: overclockers.ru
