Планы на будущее. Астероиды. Космос

Открытие, сделанное в СНО, гораздо важнее, чем просто разрешение «солнечной проблемы». Если в ходе осцилляций нейтрино изменяют свой тип, то они должны обладать массой покоя. Это имеет огромное космологическое значение, поскольку нейтрино - самые многочисленные во Вселенной частицы после фотонов. Наблюдения, проведенные с помощью Super-Kamiokande и СНО, позволили измерить не сами массы, а их разность. А так как она отлична от нуля, значит, по крайней мере некоторые ароматы имеют ненулевую массу. Дополнив информацию о разности масс значением верхнего предела массы электронных нейтрино, полученным из других экспериментов, приходим к выводу, что нейтрино вносят от 0,3% до 21% критической плотности плоской Вселенной. (Другие космологические данные недвусмысленно говорят от том, что Вселенная плоская.) Это количество не так уж мало (оно сравнимо с 4% плотности, вносимыми всеми звездами, газом и пылью), но его недостаточно, чтобы объяснить природу всего вещества, повидимому, присутствующего во Вселенной. Поскольку нейтрино были последними известными нам частицами, которые могли бы возместить скрытую массу, то должен существовать хотя бы один тип еще не открытых частиц, плотность которых выше, чем у всех уже известных видов материи.
Сотрудники СНО также пытаются изучить влияние вещества на колебания нейтрино. Как уже говорилось, пролет сквозь Солнце может увеличивать вероятность осцилляций. Если это так, то путешествие нейтрино сквозь тысячи километров земной тверди должно стимулировать обратный процесс. Поэтому ночью поток солнечных электронных нейтрино должен быть более интенсивен, чем днем. В принципе, данные, накопленные в СНО, вроде бы подтверждают эту гипотезу, но они пока недостаточно достоверны, чтобы с уверенностью говорить о наблюдаемом эффекте.
Характеристики Садберийской обсерватории постоянно улучшаются. В описанных выше экспериментах нейтроны, полученные при распаде дейтронов, регистрировались в тот момент, когда их захватывали другие атомы дейтерия, - малозаметный процесс, сопровождающийся слабым излучением. В мае 2001 г. в тяжелую воду добавили 2 тонны очищенного хлорида натрия (поваренная соль). Хлор захватывает нейтроны более активно, чем дейтерий, а возникающее при этом излучение гораздо заметнее на общем фоне. Недавно для СНО были изготовлены особо чистые детекторы - пропорциональные счетчики для непосредственной регистрации нейтронов. Они будут помещены в тяжелую воду в июле 2003 г. Создание этих приборов стало большим техническим достижением: их собственный радиоактивный фон соответствует всего лишь одному отсчету на квадратный метр детектора за год. Таким образом, появится возможность проверить наши предыдущие результаты в независимом высокоточном эксперименте.
Подземная обсерватория в Садбери не единственная в своем роде. В декабре 2002 г. появились первые результаты японско-американского эксперимента KamLAND. Детектор, расположенный рядом с Super-Kamiokande, фиксирует электронные антинейтрино, поступающие от ядерных реакторов Японии и Кореи. Если осцилляции нейтрино изменяют их аромат, то и антинейтрино должны менять свой тип. KamLAND действительно фиксирует весьма небольшое количество электронных антинейтрино, а это значит, что они осциллируют на пути от реакторов к детектору.
Дальнейшие наблюдения за нейтрино помогут разгадать величайшую загадку Вселенной: почему она состоит из вещества, а не из антивещества? Выдающийся российский физик Андрей Сахаров первым указал на то, что переход от чистой энергии Большого взрыва к современной Вселенной, в которой вещество доминирует над антивеществом, мог произойти лишь в том случае, если законы природы для частиц и античастиц различны. Результаты тонких экспериментов с распадом частиц подтверждают, что законы физики действительно нарушают инвариантность зарядовой четности (СР-инвариантность). Правда, не до такой степени, чтобы обосновать окружающий нас избыток вещества над антивеществом. Вероятно, существуют еще не изученные явления, гораздо сильнее нарушающие СР-инвариантность. Возможно, именно к ним относятся нейтринные осцилляции.
Для наблюдения нарушений СР-инвариантности в осцилляциях нейтрино на Земле требуются еще две вещи. Во-первых, физики должны обнаружить третий тип нейтринных осцилляций - появление электронных нейтрино в мощном пучке мюонных нейтрино (такие эксперименты уже готовятся в США, Европе и Японии). Во-вторых, необходимо создать «нейтринную фабрику» - пучок нейтрино такой интенсивности, чтобы можно было наблюдать осцилляции на межконтинентальном расстоянии или даже на другой стороне Земли. Проекты подобной «фабрики» уже активно обсуждаются, но появится она лишь лет через десять. Не такой уж большой срок по сравнению с тридцатью годами подготовки к долгожданному эксперименту в Садбери...