Как русские ученые открыли неуловимую частицу нейтрино
Рассказываем заключительную часть захватывающей истории про нейтрино. Итак, Менделеев поместил в левый верхний угол таблицы два гипотетических элемента — «короний» и «ньютоний». Они стали предвестниками нейтрино.
Проблема непрерывного спектра электронов бета-распада, обнаруженная Антуаном Анри Беккерелем в 1900 году и подтвержденная калориметрическим опытом Чарльза Эллиса и Уильяма Вустера в 1927-м, поставила физиков перед мучительным выбором: либо фундаментальный закон сохранения энергии нарушается в ядерных процессах, либо при бета-распаде рождается еще одна, невидимая, частица, уносящая энергию.
Вольфганг Паули в своем знаменитом письме участникам семинара по радиоактивности в Тюбингене 4 декабря 1930 года рассказал о гипотезе существования такой частицы как об «отчаянной попытке» объяснить, куда девается энергия. В 1933 году Энрико Ферми сформулировал теорию бета-распада, включившую частицу Паули, и дал ей название «нейтрино».
В 1935 году в лаборатории Резерфорда Александр Лейпунский поставил эксперимент. Вместо того чтобы ловить нейтрино напрямую, он решил обнаружить его по косвенным признакам — ядерной отдаче. Результат оказался блестящим. Даже для самых низкоэнергетических позитронов отдача ядер бора была наблюдаемо велика. Это могло объясняться только одним: эмиссией третьей частицы, уносящей импульс. Вероятность взаимодействия нейтрино с ядром отдачи в момент рождения равна единице, ведь они возникают в одном акте распада. Не нужно ловить неуловимое — достаточно увидеть последствия его появления на свет.
Нейтрино уносит до 5% энергии ядерного реактора и половину остаточного энерговыделения после его остановки. Благодаря этой «потере» системы безопасности реакторов проще, чем могли бы быть. Развитие методов регистрации антинейтрино в последние десятилетия позволило создать системы дистанционного контроля ядерных установок, что особенно важно в контексте нераспространения.
📷 Екатерина Шембель / «СР»
Подписывайтесь
Telegram | MAX | Вконтакте