Нейтринная астрофізика

Строение Сонця

Сонячне нейтрино.

Наше Сонце - це величезна генератор. Без нього, живе Землі давно б загнулося. Не дивно, що споконвіку намагаються дати раду устрої нашого світила і зрозуміти, звідки ж там береться енергія. На жаль, Сонце саме собі дуже щільне, і тому ученим вдасться спостерігати лише його поверхня. Але й достатніх знань про інтенсивності світіння поверхні, спектрі, наявності плям і температурі дозволяють розробити струнку теорію процесів, які у надрах Сонця. І така теорія вже й побудована! У основі неї лежить розгалужена система реакцій термоядерного синтезу, продукти яких входять у аналогічні термоядерні реакції, що призводять до утворення дедалі більше важких ядер. Вченим удалося підібрати такі реакції, які мають у кінцевому результаті призвести до піднаглядним ними властивостями поверхні Сонця. Але як перевірити цю теорію? Начебто нескладно, либонь у результаті термоядерних процесів утворюється велика число найрізноманітніших елементарних частинок плодів та овочів, які можна було б досліджувати. Не тут було! Ці частки не долинають до нас за простою причини - Сонце велика й щільне, і всі продукти реакції застряють у ньому, як і хорошою захисту, близько не підходячи до. Єдина частка, нейтрино, яка має найвищої проникаючої здатністю, легко проходить крізь товщу Сонця і звідти вилітає до нас назовні. Реакції у центрі світила супроводжуються освітою кількох видів нейтрино з такими відомими з сонячної теорії властивостями. Всі ці нейтрино поза всяким сумнівом долинають до Землі. Ось вдалося б їх досліджувати, щоб перевірити, правильна теорія будівлі Сонця!

Поймать сонячне нейтрино, а тим паче, досліджувати його - непросте завдання. Проте він менш, люди її успішно вирішують. Річ у тім, що нейтрино все-таки взаємодіє з атомами, ось тільки погано. Зате цих нейтрино дуже багато - щосекунди через нас вами пролітають багато мільярдів мільярдів мільярдів нейтрино! Якщо, приміром, підставити під нейтринний потік велику мішень, що складається з страшного кількості атомів (а число це - з тридцятьма нулями!), іноді інше нейтрино ні-ні, та й провзаимодействует одним із цих атомів. Ось і виникає завдання - знайти цей видозмінений атом і зметикувати, що він утворився саме з нейтрино: адже крім нейтрино, з різними мішенями охоче взаємодіють інші частки, яких повно! І вони утворюють в мішенях мільярди мільярдів разів більше таких видозмінених атомів. Щоб зменшити вплив непотрібних гостей необхідно приховати від них мішень, відокремити спеціальними захисними матеріалами (які, наскільки можна, не випромінюють ніяких частинок). Найнебезпечніші для мішені частки - це мюоны, в багатьох прилетающие до нас з космосу. Мюоны запросто проходять через дуже товсту захист. щоб урятуватись від нього, лабораторію з мішенню поміщають глибоко під землю. Зазвичай, товщини скельній породи в 2-3 км буває досить, щоб захисту від дурних мюонов. Але залишається багато інших проблем. Зокрема, мішень під землю привозять все-таки з його поверхні, де, завдяки тим самим мюонам, вона насичена мільярдами мільярдів видозмінених атомів, яких мішень треба ще очистити! Тут допоможе приходить хімія. Другої проблеми - проблема реєстрації. Річ у тім, що від джерел радіоактивності позбутися неможливо навіть під землею. Сама гірська порода випромінює радіацію, навіть співробітники, хто з мішенню, також у достатній мірі для неї радіоактивними предметами. І потрібно розбиратися, які з які утворилися атомів з'явилися від нейтрино, а які - від інших, про " фонових " впливів. Нині завдання реєстрації сонячних нейтрино переважно успішно вирішується двома способами, про які йтиметься нижче.