| поиск по сайту | |
Маленькая черная дыра надула огромный пузырь из газа
В кольцах Сатурна обнаружили гигантские пропеллеры
Наблюдение за затмением поможет ученым исследовать атмосферу Солнца
Астрономы обнаружили экзопланету в 15 раз тяжелее Земли
Зонд "Кассини" выследил луны, спрятанные в кольце Сатурна
Верхний слой атмосферы нашей планеты, термосфера, по неизвестным причинам сжался
Гамма-лучи оказались "заячьими ушами" темной материи
Астрономы заглянули внутрь Луны
В новорожденной Вселенной нашли пузыри
На Луне нашли графитовые усы
Найден механизм синтеза органических молекул на Титане
Черная дыра в центре Млечного Пути "стреляет из пушки" звездами
Ученые нашли новый подход к изучению темной материи во Вселенной
Семь раз отмерь |
|
В дневное время нейтрино легко проникают к детектору СНО сквозь двухкилометровую толщу скалы, а ночью им нипочем и тысячи километров земного шара. Именно благодаря чрезвычайно слабому взаимодействию с веществом нейтрино очень интересны для гелиофизики. Фотоны солнечного света сотни тысяч лет рассеиваются электронами внутри Солнца, прежде чем достигнуть его поверхности. А вот рожденные в солнечном ядре нейтрино уже через две секунды покидают звезду и прилетают к нам прямо из области генерации солнечной энергии. Раз уж ни само Солнце, ни Земля не способны препятствовать полету нейтрино, попытка поймать их с помощью детектора весом всего 1 тыс. тонн выглядит весьма сомнительной. Подавляющая часть нейтрино проходит сквозь детектор СНО, не замечая его, но все же в редких случаях одно из них сталкивается с электроном или ядром атома и высвобождает энергию, достаточную для регистрации. К счастью, слабое взаимодействие компенсируется огромной плотностью потока солнечных нейтрино: ежесекундно через каждый квадратный сантиметр земной поверхности проходят 5 млн. нейтрино высокой энергии. Поэтому с помощью детектора СНО удается зарегистрировать около 10 нейтрино каждый день. Любая нейтринная реакция сопровождается возникновением энергичных электронов, которые легко заметить по черенковскому излучению - пучку света, возникающему подобно ударной волне от быстро движущейся частицы. Свет редких нейтринных событий нужно отличить от вспышек черенковского излучения, вызываемого другими частицами, в частности мюонами космических лучей, рожденными в верхних слоях атмосферы и способными ослепить любой фотоумножитель. Километры скальной породы ослабляют поток мюонов до трех штук за час, а поскольку их появление в обычной воде вне детектора тоже сопровождается эффектом Черенкова, их легко отличить от нейтрино. Гораздо более серьезный источник помех - радиоактивность материалов, из которых сделан сам детектор. Все его элементы - от тяжелой воды и акрилового резервуара до стекла фотоумножителей и металла опорных конструкций - содержат естественные радиоактивные примеси. Кроме того, в воздухе шахты содержится газ радон. Находящиеся внутри СНО ядра радиоактивных элементов регулярно распадаются и высвобождают энергичные электроны или гаммалучи, способные вызвать вспышку черенковского излучения, похожую на сигнал от нейтрино. Перед создателями СНО стояла очень сложная задача: детектор должен подсчитывать нейтрино и определять, какая их часть участвует в каждой из трех реакций и сколько «ложных нейтрино» возникло, например, из-за радиоактивного загрязнения. Однопроцентная погрешность на каждом из этапов анализа сделает бесполезным сравнение потока электронных нейтрино с потоком нейтрино всех типов. За 306 дней работы (с ноября 1999 г. по май 2001 г.) в СНО было зарегистрировано около 500 млн. частиц. После обработки данных только 2928 из них остались кандидатами в нейтрино. СНО не может однозначно определить тип каждой нейтринной реакции. Скажем, сигнал может быть результатом как распада дейтрона, так и поглощения нейтрино. К счастью, анализ множества сигналов позволяет выявить различие между реакциями. Например, распад дейтрона всегда сопровождается возникновением гаммалучей с одинаковой энергией, а электроны, появляющиеся при поглощении нейтрино или в результате электронного рассеяния, имеют широкий спектр энергий. Кроме того, рассеяние порождает электроны, движущиеся со стороны Солнца, а вызванное распадом дейтронов черенковское излучение может приходить с любого направления. Наконец, электронное рассеяние наблюдается как в легкой, так и в тяжелой воде, а другие реакции - нет. Учитывая все эти нюансы, можно определить, сколько раз имела место та или иная реакция. После статистического анализа всех зарегистрированных в СНО событий 576 из них было отнесено к распаду дейтронов, 1967 - к поглощению нейтрино и 263 - к электронному рассеянию. Остальные 122 случая были списаны на радиоактивность и другие фоновые явления. Учитывая ничтожную вероятность того, что нейтрино разрушит дейтрон, рассеется на электроне или будет поглощено, приходим к выводу: 1967 зарегистрированных случаев поглощения соответствуют 1,75 млн. электронных нейтрино, ежесекундно проходящих через каждый квадратный сантиметр земной поверхности над СНО. Это составляет только 35% от теоретической интенсивности. Как видим, результаты других нейтринных экспериментов подтвердились: фактический поток электронных нейтрино от Солнца намного меньше теоретического. Остается ответить на главный вопрос: какова доля электронного аромата в общем потоке солнечных нейтрино? Отнесенные к распаду дейтронов 576 событий соответствуют интенсивности 5,09 млн. нейтрино на квадратный сантиметр в секунду - гораздо больше, чем 1,75 млн. электронных нейтрино. Итак, почти 2/3 приходящих от Солнца нейтрино являются мюонными или тау-нейтрино. А поскольку в результате термоядерных реакций в недрах светила возникают только электронные нейтрино, то некоторые из них должны трансформироваться на пути к Земле. За 20 лет экспериментов только с помощью Super-Kamiokande и СНО удалось выяснить, что нейтрино ведут себя совсем не так, как три безмассовых аромата, описанных в Стандартной модели. Наблюдая за превращениями нейтрино, мы еще раз убеждаемся в том, что микромир раскрыл еще не все свои тайны. А как же быть с «проблемой солнечных нейтрино»? Объясняется ли наблюдаемый уже 30 лет дефицит превращением электронных нейтрино в другие ароматы? Да! Подсчитанные 5,09 млн. нейтрино прекрасно согласуются с прогнозами, составленными на основании гелиофизических моделей. Теперь мы вправе заявить, что действительно понимаем, как рождается солнечная энергия. Солнце поведало нам много нового про нейтрино, и мы наконец можем вернуться к изначальной задаче Дэвиса и использовать эти удивительные частицы для изучения ближайшей к нам звезды. Например, с помощью нейтрино можно определить, какая часть солнечной энергии генерируется в прямом слиянии ядер водорода, а какая - в результате каталитических реакций с ядрами углерода. |
Рекомендуем также прочитать |
 Астрономы нашли планету-комету Астрономы обнаружили планету-комету - необычный объект, масса которого сравнима с массой Юпитера, с длинным хвостом из газов. Результаты своих наблюдений ученые опубликовали в журнале The Astrophysical Journal. Коротко работа описана в пресс-релизе на сайте NASA. |
 Механизм формирования звезд оказался универсальным Астрономы, наблюдавшие новорожденную звезду в созвездии Кентавра, обнаружили доказательства в пользу теории, утверждающей, что все звезды формируются по универсальному механизму независимо от их размера. Статья авторов появилась в журнале Nature. Краткое изложение работы приведено в пресс-релизе Европейской южной обсерватории (ESO). |
 Обнаружен второй случай резонанса Лапласа В созвездии Водолея обнаружен второй случай уникального явления - резонанса Лапласа, при котором значения периодов обращения взаимодействующих небесных тел относятся друг к другу как натуральные числа. Статья исследователей пока не опубликована в рецензируемом научном журнале, но ее препринт доступен на сайте arxiv.org. Кроме того, о работе подробно рассказал один из ее авторов в своем блоге. |
 Крупнейшая активная область сформировалась на Солнце Активная область, возможно, крупнейшая в 2010 году, возникла на Солнце и пока она находится на невидимой с Земли стороне светила, однако через два дня перейдет на "земную" сторону, сообщается на сайте солнечной обсерватории "Тесис". |
 Узбекские астрономы открыли новую малую планету и назвали ее Самарканд Узбекские астрономы открыли малую планету с периодом обращения вокруг Солнца около четырех лет и официально включили ее в Международный каталог малых планет под номером 210271, сообщил РИА Новости в четверг представитель Астрономического института имени Мирзо Улугбека Академии наук Узбекистана. |
 Астрономы обнаружили в созвездии Водолея "космический балет" Планеты вокруг звезды Gliese 876 в созвездии Водолея кружатся в редком резонансе Лапласа: периоды их обращения вокруг звезды относятся друг к другу как натуральные числа, сообщают ученые, чья работа опубликована в электронной библиотеке Корнеллского университета. |