Физики зарегистрировали нейтрино земного происхождения, Hi-Tech

Тестирование одной из внутренних сфер детектора Borexino. Фото с сайта проекта

Группе физиков, участвующих в эксперименте Borexino, удалось зарегистрировать геонейтрино - нейтрино, родившиеся в ходе процессов радиоактивного распада в недрах планеты. Статья исследователей была принята к публикации в журнал Europhysics Letters B. Ее препринт можно найти на сайте arXiv.org. Коротко результаты работы приведены на портале Physics World.

Нейтрино - это стабильные нейтральные частицы, которые очень слабо взаимодействуют с веществом. "Типичными" источниками нейтрино являются Солнце и космическое излучение. Однако физики предполагают, что нейтрино (конкретно - электронные антинейтрино) могут испускаться в недрах Земли в результате определенных процессов радиоактивного распада.

Для того чтобы зарегистрировать нейтрино, ученым необходимо тщательно изолировать детекторы от фонового излучения различной природы. Обычно все детекторы нейтрино расположены глубоко под землей. Один из экспериментов по регистрации нейтрино называется Borexino, и все его приборы расположены под горой Гран-Сассо в Италии на глубине около одного километра.

Детектор нейтрино представляет собой слоистую сферу, заполненную специальной смесью органических веществ, суммарная масса которых превышает тысячу тонн. Эта сфера находится внутри огромной емкости, заполненной 2,4 тысячи тонн очень чистой воды. Когда геонейтрино проходит сквозь детектор, они с некоторой вероятностью могут столкнуться с протонами органических молекул. В результате столкновения могут родиться позитрон и нейтрон, и этот процесс будет сопровождаться выделением гамма-излучения и вспышкой, которую и регистрируют физики.

За два неполных года (537,2 дня) работы специалисты Borexino зарегистрировали 9,9 "подходящих" событий (вспышек) с погрешностями от -3,4 до 4,1. Участники эксперимента Borexino утверждают, что их данные являются первым реальным подтверждением существования геонейтрино. С такой точкой зрения не согласны ученые, вовлеченные в эксперимент по изучению нейтрино KamLAND, в ходе которого было зарегистрировано 73 события с погрешностью 27. Авторы новой работы полагают, что результаты коллег из KamLAND ненадежны, так как сам эксперимент располагается неподалеку от ядерных реакторов (собственно, основной целью KamLAND является изучение нейтрино, испускаемых реакторами).

Несмотря на разногласия, оба коллектива ученых согласны, что для основательного исследования геонейтрино необходимо собрать дополнительные данные. Если физикам удастся разобраться со свойствами геонейтрино и особенно порождающих эти частицы явлений, они смогут глубже изучить многие геологические процессы, такие как, например, землетрясения и извержения вулканов.