70 лет нейтрино (окончание)
Начиная с 1970-х годов, физика нейтрино приобрела все более центральное место в фундаментальных исследованиях. Нейтрино стали объектами изучения, поскольку представляют собой уникальный инструмент для исследования слабого взаимодействия: в отличие от многих других частиц, они не подвержены влиянию сильного или электромагнитного взаимодействия, а только слабому взаимодействию (а также гравитации).
В то же время нейтрино зарекомендовали себя как привилегированный инструмент исследования Вселенной. Нейтрино, исходящие от Солнца, из ядер звезд, от взрывов сверхновых и из других космических источников, несут прямую информацию о областях, недоступных иным образом. По этой причине глубокое понимание их природы и характеристик имеет важное значение, и для этой цели были созданы искусственные источники, способные производить интенсивные и стабильные потоки, а также все более крупные и сложные детекторы в ведущих мировых лабораториях. Среди них - Национальные лаборатории INFN в Гран-Сассо, построенные на глубине 1400 метров под массивом Гран-Сассо, благодаря идее А.Зичичи, который предложил направить их в сторону ЦЕРН, откуда пучок нейтрино, генерируемый ускорителем, направляется и детектируется экспериментами OPERA и ICARUS, последний из которых позже был перенесен в Фермилаб в США, где в настоящее время собирает данные в рамках программы Short-Baseline Neutrino (SBN). В лабораториях Гран-Сассо в ходе экспериментов, посвященных нейтрино, были достигнуты результаты, имеющие большое международное значение, включая эксперимент Borexino.
Эксперимент «Камиоканде» (Kamioka Nucleon Decay Experiment) и его преемник «Супер-Камиоканде» — это нейтринные обсерватории в Японии, предназначенные для поиска распада протона и регистрации нейтрино. Детекторы, представляющие собой огромные подземные резервуары со сверхчистой водой и фотоумножителями, зафиксировали нейтрино от сверхновой SN 1987A и осцилляции нейтрино, доказав наличие у них массы.
Эксперимент Камиоканде. Сайт INFN
Резервуары, расположенные глубоко под землей (1 км) в шахте Камиока (Япония) заполнены ультрачистой водой. Нейтрино регистрируются по вспышкам света (черенковское излучение), возникающим, когда частицы взаимодействуют с электронами или ядрами воды. В 1987 г. обнаружены нейтрино от близкой сверхновой. Такааки Кадзита получил Нобелевскую премию (2015 г.) за открытие осцилляций нейтрино на этом детекторе. Модернизированная версия Супер-Камиоканде (Super-K) введена в строй в 1996 г., содержит 50 000 тонн воды и более 11 000 фотоумножителей. В настоящее время проектируется детектор следующего поколения — Гипер-Камиоканде.
Итак, статья содержит еще очень много интересных исторических научных фактов. В том числе про KM3NeT* (Cubic Kilometre Neutrino Telescope) — масштабную нейтринную обсерваторию нового поколения, расположенную на дне Средиземного моря. Эксперимент, состоящий из двух частей (ARCA у берегов Италии и ORCA у Франции), предназначен для обнаружения нейтрино высоких энергий, изучения их космического происхождения и определения иерархии масс нейтрино.
*Кстати, в эксперименте KM3NeT принимали участие ученые Института ядерных проблем БГУ. См. статью: Подводный спектрометр для системы мониторирования нейтринного телескопа КМ3NeT // Фундаментальные и прикладные физические исследования. 2002-2009 гг.: сб. науч. тр. под ред. проф. В. Г. Барышевского. – Минск : БГУ, 2009. – С. 175-179.
Успешные испытания в Венеции в 2008 г. подводного гамма-спектрометра К-40 для КМ3NeT, созданного учеными НИИ ЯП БГУ по заказу Национального Института геофизики и вулканологии Италии