Элементарно о частицах

Недалеко от Токио, глубоко под землёй, находится место, которое могло бы быть родиной Кащея Бессмертного или любого другого сказочного злодея. Там установлена гигантская 50-тонная цистерна из нержавеющей стали, специально заполненная очищенной водой. Что интересно, если уронить в этот гигантский бак гаечный ключ, например, через некоторое время он растворится. Но даже в таком месте работают люди.

САМАЯ НЕУЛОВИМАЯ ЧАСТИЦА

Нейтринный детектор спрятался на глубине в 1 километр. Это своего рода обсерватория, только изучают в ней не планеты, а самый загадочный элемент в космосе – нейтрино. Это призрачные частицы, источниками которых являются звёзды, в том числе и Солнце. Взгляните на свою ладонь: через неё ежесекундно проходят триллионы нейтрино. Они проникают практически всюду, беспрепятственно преодолевают гигантские расстояния и доставляют на Землю сведения об интереснейших процессах, "свидетелями" которых они были несколько минут или несколько миллиардов лет назад. Именно поэтому сегодня нейтрино – объект изучения мощных научных лабораторий по всему миру.

Когда самолёт на большой скорости преодолевает звуковой барьер, как это было с Конкордом, позади него образуется ударная звуковая волна. Так же и нейтрино, двигаясь быстрее скорости света, создаёт волну, но световую.

ЛОВЦЫ НЕЙТРИНО

Ловят эти волны 11 тысяч крайне светочувствительных "лампочек" – фотоумножителей. Для того чтобы свет достигал сенсоров, вода в резервуаре обсерватории должна быть кристально чистой. Даже слишком чистой: после многоуровневой очистки, включающей облучение ультрафиолетом, жидкость приобретает свойства кислоты и щёлочи. В таком бассейне не поплаваешь. Учёные спускаются в резервуар на лодках и в специальных костюмах, похожих на те, что носят космонавты. Впрочем, изучение нейтрино напрямую связано и с изучением космоса.

Согласно теории, Большой взрыв породил одинаковое количество материи и антиматерии. Как известно, встречаясь, они уничтожают друг друга, оставляя после себя лишь чистую энергию. Следовательно, теоретически нас с вами не должно существовать.

МАТЕРИЯ ПРОТИВ АНТИМАТЕРИИ

Вселенная начиналась без звёзд, атомов, формы и структуры. Большой взрыв стал точкой отсчёта возникновения времени: он образовал галактики, звёздные системы, планеты. В теории у каждой материальной частицы, которую породил Взрыв, есть двойник – античастица противоположного заряда. Почему-то частиц на момент зарождения Вселенной оказалось чуть больше, чем античастиц, что и привело к появлению всего сущего. Учёные пытаются выяснить причину этой асимметрии. Возможно, эксперименты с нейтрино – самой малоизученной пока частицей – приоткроют завесу тайны. Ради этой же цели физики периодически пробуют создать антиматерию искусственно – в Большом адронном коллайдере. Этот гигантский ускоритель частиц ввергает в ужас скептиков и любителей фантастической литературы.

Но бояться нечего. Стоимость производства антивещества сильно тормозит подобные эксперименты. Создание всего 1 миллиграмма позитронов стоит примерно 25 миллионов долларов. Недаром антиматерию включают в список самых дорогих веществ в мире наряду с плутонием и бриллиантами.