«Увидит то, что раньше считалось невозможным»: в России строят уникальный детектор нейтрино
В Баксанской нейтринной обсерватории может появиться инновационный детектор. Над его созданием трудятся сотрудники Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова (КБГУ). В основе технологии — нанокристаллы, изготовленные из перовскита. Как надеются ученые, сверхчувствительный датчик нового типа позволит вычислить природу нейтрино — в частности ответить на вопрос, являются ли они самостоятельными частицами или это их антиподы.
Нейтрино представляют собой практически невидимые микрочастицы. Они почти не взаимодействуют с материей, поэтому их крайне сложно уловить. Однако это все же возможно — по редким столкновениям нейтрино с ядром атома. Регистрировать эти остаточные явления позволяют детекторы. Считается, что исследование нейтрино позволит улучшить понимание того, как устроен мир, в том числе разгадать тайны темной материи. По одной из гипотез, стерильные нейтрино могут быть кандидатами на роль ее гипотетических частиц.
Созданием инновационных детекторов для изучения нейтрино занимаются ученые КБГУ. Технология базируется на особых нанокристаллах, изготовленных из редкого минерала — перовскита. За счет этого они могут светиться, поглощая энергию, что, в свою очередь, поможет улавливать следы частиц.
В структуру нанокристаллов внедрен изотоп неодима (Nd-150): он исключительно чувствителен к так называемому безнейтринному двойному бета-распаду — крайне редкому квантовому процессу. Именно в этом и состоит главная цель исследования — более эффективно регистрировать редкие события, связанные с нейтрино.
«В результате есть вероятность увидеть то, что раньше считалось невозможным, выяснить, являются ли нейтрино самостоятельными частицами или их антиподами», — говорится в сообщении пресс-службы КБГУ.
Ученые КБУ рассчитывают, что смогут глубже понять эти неуловимые частицы и то, какую роль они играют во Вселенной. Кроме того, они надеются прояснить процессы формирования галактик и особенности космического вещества.
«По сути, мы создаем новый тип сверхчувствительных световых датчиков, которые можно использовать в детекторах для изучения фундаментальных характеристик нейтрино», — подчеркнул директор центра новых детекторных технологий регистрации нейтрино КБГУ, автор проекта Адам Пшуков. По его словам, сам по себе процесс производства нанокристаллов довольно прост, и эту технологию можно масштабировать — в этом ее ключевое преимущество.
На первом этапе сотрудники КБГУ построят небольшой прототип детектора, его объем составит не более одного литра. В дальнейшем благодаря новой методике можно будет создавать детекторы больших объемов — до десяти тонн, указал руководитель проекта, доцент Московского инженерно-физического института Василий Корноухов.
Новый детектор, работа над которым ведется по гранту Российского научного фонда и рассчитана на три года, могут установить в Баксанской нейтринной обсерватории. Она работает с 1973 года и принадлежит Институту ядерных исследований РАН. Ее подземные сооружения расположены в двух тоннелях длиной 3670 метров под горой Андырчи и Курмутау в Приэльбрусье.
Ранее огромный датчик в глубинах Средиземного моря зафиксировал самый мощный нейтрино в истории. Его энергия составила 220 квадриллионов электронвольт — это в 22 раза больше предыдущих рекордов. Подробнее об открытии «Километрового куба» рассказали в статье.
Визуализация koto_feja/iStock
Самое популярное
