Ядерная физика и строение Солнца
Радиохимические детекторы
В основе радиохимических методов детектирования нейтрино лежит выбор мишени, в которой под влиянием длительного действия нейтринного потока образуется пусть совсем немного атомов, но зато каких! Должны получаться атомы, которые потом не очень трудно отделить и посчитать. Легче всего посчитать радиоактивные атомы, поместив их после отделения от мишени внутрь специального счетчика. Для детектирования солнечных нейтрино есть две удобные мишени - это хлор (в виде соединения со сложным названием "тетрахлорэтилен", оно просто менее опасно, чем сам хлор) и галлий (легкоплавкий металл). Нейтрино при взаимодействии с хлором превращают его в радиоактивный аргон, а при взаимодействии с галлием - в радиоактивный германий. Галлиевый и хлорный эксперименты чувствительны к различным видам нейтрино, поэтому, сравнивая результаты, можно сделать вывод о том, какие нейтрино и в какой пропорции летят к нам из Солнца. В любом из экспериментов мишень должна быть большой. Например, чтобы из галлиевой мишени получить за месяц стояния под потоком солнечных нейтрино хотя бы 20 штук радиоактивных атомов германия, необходимо взять порядка 60 тонн этого самого галлия. Атомы германия накапливаются примерно за месяц, после чего хитрыми химическими приемами их отделяют от мишени и помещают в специальный счетчик, который дает сигналы о распаде атомов германия (они ведь радиоактивны!). Кроме того, счетчик дает много других сигналов, и умные математики разбираются, какие из сигналов в той или иной степени обусловлены нейтринным происхождением. Недостаток радиохимического метода - большая инерционность. Мы видим, сколько нейтрино попало в мишень за истекший отчетный месяц, но не знаем - в какие именно дни, часы, минуты и секунды непрошенные гости застревали в галлиевых атомах. Зато этот метод позволяет ловить низкоэнергетичные нейтрино, а метод с электронными детекторами - не позволяет.
Электронные детекторы
Электронный метод регистрации солнечных нейтрино основан на том, что при попадании нейтрино в атом мишени, последний иногда переходит в возбужденное состояние. Ну и потом, попозже, он переходит обратно, в основное. Поскольку переход атома из состояния в состояние, как мы знаем, связан с перемещением электронов, соответствующий метод так и назвали - электронным. При возвращении атома в нормальное состояние возникает световая вспышка. Чтобы ее наблюдать, мишень должна быть прозрачной. Если взять мишень объемом побольше (несколько миллионов литров) и поместить ее поглубже под землю - то вполне можно регистрировать вспышки от нейтрино. Это делают, развесив вокруг мишени светочувствительные приборы - фотоумножители (часто - по несколько десятков тысяч штук) и подключив их к компьютеру. В качестве мишени любят использовать специально обработанный керосин или очень чистую воду. Один из известных науке электронных детекторов расположен на дне озера Байкал, он использует воду прямо из озера, она там очень чистая, а вблизи дна - достаточно темно. К тому же - озеро настолько глубокое, что опасные мюоны практически не долетают до дна. Другие подобные детекторы расположены в глубоких шахтах. Недостаток электронного метода - очень высокие требования к чистоте мишени. Ведь в той же воде содержатся радиоактивные атомы (радия, урана, тория), которые при распаде устраивают вспышки! Даже в очень чистой воде из нескольких тысяч наблюдаемых вспышек только одна вызвана действием нейтрино. И умные программы должны эту вспышку отличить! Преимущество электронного метода очевидно - ученые точно видят, в какой момент наше нейтрино поразило мишень, и могут, например, понаблюдать, не приходят ли нейтрино чаще по понедельникам в обеденное время, чем ранним утром по вторникам. Наиболее современные электронные детекторы позволяют даже определить, с какой стороны прилетело то или иное нейтрино. Чаще всего, оно прилетает с солнечной стороны, но бывает и с другой тоже. То-то же ученые удивляются! Однако наука - она на то и наука, чтобы объяснить все природные курьезы.
Немного больше о технологиях >>>
Оборудование и технология эхо-импульсного метода ультразвуковой дефектоскопии
Двадцать первый век - век атома, покорения космоса,
радиоэлектроники и ультразвука. Наука об ультразвуке сравнительно молодая.
Первые лабораторные работы по исследованию ультразвука были проведены великим
русским ученым-физиком П. Н. Лебедевым в конце XIX, а затем
ультразвуком ...
Экспериментальное исследование нелинейных эффектов в динамической магнитной системе
Цель
нашей работы заключалась в экспериментальном исследовании физических эффектов,
возникающих в системе с вращающимися постоянными магнитами [1] и изучении
сопутствующих эффектов. Построенную нами экспериментальную установку будем
далее по тексту называть конвертором. Вся лаб ...
