Как и почему осциллируют нейтрино

В прошлом номере ТрВ-Наука была напечатана статья про эксперименты в Японии по изучению нейтринных осцилляций. Теперь мы публикуем посвященную той же теме беседу с Юрием Куденко, докт. физ.-мат. наук, гл. науч. сотр., зав. отделом физики высоких энергий Института ядерных исследований РАН, который руководит этими исследованиями с российской стороны. Вопросы задавали Борис Штерн и Максим Борисов.

Российские ядерщики запустили сердце ближнего нейтринного детектора Т2К и HK в Японии

В середине октября на территории японского протонно-ускорительного комплекса J-PARC специалистами Института ядерных исследований РАН был установлен и запущен сегментированный 3D нейтринный детектор SuperFGD — результат совместной работы ученых и инженеров России, Японии, Франции, Испании, Швейцарии и США.

Гамма-астрономия и поучительный эпизод

Эта статья продолжает тему, поднятую в интервью с моим давним соавтором Юрием Поутаненом, опубликованном в прошлом выпуске ТрВ-Наука. Там речь шла о рентгеновской астрономии. Теперь коротко — о гамма-астрономии в плане личных впечатлений и некоторого опыта работы в этой области. Где граница между рентгеновским и гамма-излучением? Исторически она проходит в районе сотен килоэлектронвольт — это характерная энергия гамма-квантов, испускаемых при ядерных реакциях. Помните: альфа-лучи, бета-лучи, гамма-лучи.

Вадим Кузьмин: от солнечных нейтрино до глубин космологии

Наверняка многие читатели слышали про былую проблему солнечных нейтрино. Сначала зарегистрировали самые энергичные нейтрино борного цикла (опыт Дэвиса) — их сильно не хватало в сравнении с тем, что давали расчеты. Но борный цикл — не основной, недостачу нейтрино можно было бы списать на неточность модели Солнца. Основной цикл — протонный, в нем излучаются нейтрино меньших энергий, которые сложней зарегистрировать, но зато их поток однозначно связан с энерговыделением Солнца. Но как все-таки их зарегистрировать?

Краткий курс истории Вселенной

После нескольких заметок по космологии было бы полезно совершить беглый экскурс по всей истории Вселенной — от Большого взрыва до наших дней. Впрочем, оставим за кадром то, что было до Большого взрыва, — космологическую инфляцию: там слишком много возможностей, которые заслуживают отдельного курса.

Перспективы физики частиц и «висячие концы» Стандартной модели

О том, как обстоят дела в современной физике частиц, с Валерием Рубаковым, физиком-теоретиком, академиком РАН, докт. физ.-мат. наук, беседовал Борис Штерн.

Нескучная темная материя

О разных гипотезах происхождения темной материи, о том, какие гипотезы уже можно отвергнуть, а какие кажутся перспективными, главред нашей газеты Борис Штерн поговорил с астрофизиком академиком РАН Игорем Ткачевым.

Новая ветвь астрономии: в поисках нейтрино высоких энергий

13 марта 2021 года средства массовой информации обошла молния: на Байкале запущена мегаустановка — Байкальский нейтринный телескоп. Но что же произошло на самом деле? В реальности телескоп уже давно работает, при этом постепенно растет. Добавления происходят зимой, когда на Байкале крепкий лед, с которого удобней погружать оборудование.

В ожидании гигантских ускорителей

Если бы нынешняя Европейская стратегия по развитию физики высоких энергий была принята лет сорок назад, она бы не вызвала никаких вопросов. Главный приоритет на будущее — работа над созданием электрон-позитронного коллайдера периметром 100 км. Это значит, что ЦЕРН по-прежнему претендует на лидерство в мире в области строительства гигантских ускорителей, предназначенных для исследований физики частиц.

«Везение приходит, только если что-то делаешь»

Интервью с физиком и переводчиком Джилем Понтекорво. О том, как семья будущего академика АН СССР Бруно Понтекорво появилась в Советском Союзе, об особенностях жизни в стране победившего социализма и собственной научной карьере старшего сына великого физика беседует Ян Махонин.

Астрофизика‑2020

За год в астрофизической части Архива (arXiv.org) появилось около 15 тыс. статей. Это, конечно, снова рекорд, хотя прирост по сравнению с 2019 и 2018 годами совсем небольшой. Тем не менее есть из чего выбирать. Основными темами нашего ежегодного обзора станут результаты работы крупных проектов, несколько громких, но пока не до конца понятных заявлений об открытиях, экзопланеты и, разумеется, быстрые радиовсплески. Однако начнем с «плановых» результатов.

Загадка малых масс нейтрино

Как изучение нейтрино поможет физикам выйти за пределы Стандартной модели? Почему вначале ученые не верили, что нейтрино обладает массой? Как Бруно Понтекорво пришел к идее нейтринных осцилляций? Как возник и развивался Объединенный институт ядерных исследований? Об этом в интервью Яну Махонину рассказывает профессор Самоил Михелевич Биленький, советник при дирекции Лаборатории теоретической физики ОИЯИ. В этом году ему исполнилось 92 года, но он сохраняет бодрость духа и ясность ума.

Нейтрино нужно разговорить

Почему нейтрино почти не взаимодействует с обычным веществом и прошивает насквозь миллиарды звезд? Могут ли нейтрино быть частицами загадочной темной материи? Какую информацию они нам сообщают об эволюции галактик и Вселенной? Об этом и многом другом журналист Ян Махонин поговорил с докт. физ.-мат. наук Дмитрием Наумовым, зам. директора по научной работе Лаборатории ядерных проблем Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне.

Где рождаются нейтрино?

«В ядрах активных галактик», — так ответила на давно беспокоивший астрофизиков вопрос группа российских ученых из Астрокосмического центра ФИАН (АКЦ ФИАН), Московского физико-технического института (МФТИ) и Института ядерных исследований (ИЯИ РАН). Александр Плавин, Юрий Ковалев-мл., Юрий Ковалев-ст. и Сергей Троицкий рассказали ТрВ-Наука о сделанном ими открытии.

В поисках стерильного нейтрино

В Институте ядерных исследований РАН полным ходом идет эксперимент по поиску стерильного нейтрино. Точнее, в институте идет два таких эксперимента, сейчас речь об одном из них: Baksan Experiment on Sterile Transitions, или просто BEST. В день науки, 8 февраля, руководитель эксперимента Владимир Николаевич Гаврин, чл.-корр. РАН, был объявлен человеком года в Троицке, что является прекрасным поводом рассказать об эксперименте подробнее.

О темной энергии замолвите слово

Это классно, когда люди умеют читать. Особенно на английском языке. Еще больше радует, что любители астрономии читают статьи по астрофизике и активно их обсуждают. Другое дело, что большая масса обсуждаемых популярных статей, написана либо по аннотациям, либо содержит излишне усиленные выводы. В последний год целое направление астрофизики — наблюдательная космология — буквально бурлит от революционных новостей…

Астрофизика-2019: есть что вспомнить

Мне кажется, что на протяжении многих лет радиоастрономы были в тени своих коллег по цеху. На первом плане оказывались данные рентгеновских, оптических, гамма-, инфракрасных наблюдений плюс гравитационно-волновые исследования, детекторы нейтрино и космических лучей. Разве что ультрафиолетовый диапазон традиционно уступал радио- в популярности. Однако в 2019-м перед нами предстала иная картина.

Исследователь нейтрино и автор научных опер

В этом году исполнилось бы 85 лет Юрию Владимировичу Гапонову (1934–2009) — физику-теоретику, предсказавшему гигантский Гамов — Теллеровский резонанс; историку науки, много сделавшему для научного освоения истории советского атомного проекта; одному из основателей стройотрядовского движения в СССР и традиции Дней Физика (подхваченной сразу и другими специальностями) среди советского, а затем и российского студенчества. Мы коротко расскажем обо всех этих гранях его деятельности.

Мистер Нейтрино

Биография академика Понтекорво необычна даже по меркам богатого на события XX столетия. В сентябре 1950 года, в разгар холодной войны, 37-летний физик вместе с женой и тремя детьми по собственной инициативе преодолевает железный занавес «с той стороны» — бежит в СССР. По его словам, движущей силой этого неординарного поступка была убежденность в справедливости социалистического строя. В СССР Понтекорво зачисляют в штат Гидротехнической лаборатории — исследовательского центра в поселке Ново-Иваньково — будущей Дубны…

Есть ли проблемы с согласованием скорости расширения Вселенной?

За последние двадцать лет в наших представлениях о Вселенной произошла революция. Была построена согласованная стандартная космологическая модель, называемая ΛCDM, которая удовлетворяет практически всем наблюдательным данным и описывает эволюцию Вселенной от момента ее возникновения до десятков миллиардов лет вперед. Модель включает конечное число параметров и имеет расширения (дополнительные параметры), которые также удается измерить с высокой точностью.

Холодный термояд à la Google

Физическую природу нестабильности элементов удалось понять лишь в 1930-е годы, когда появилась квантовая механика, были открыты нейтроны и нейтрино и созданы теории альфа- и бета-распада. Однако за пару десятилетий до того в научной печати не раз сообщалось о новооткрытых трансмутациях, которые, как мы сейчас понимаем, были решительно невозможны. Когда эта невозможность была осознана на базе новой физики, такие сенсации стали уделом фриков. Тридцать лет назад эта тенденция была нарушена, причем с большим шумом.

Новое о сверхновых

В этом году Премии Чемблисса в области астрономической литературы удостоились профессор астрономии Техасского университета в Остине Джон Крейг Уилер и заслуженный профессор Оклахомского университета Дэвид Бранч за монографию “Supernova Explosions”, в которой с исключительной полнотой и ясностью обсуждаются природа, причины и последствия вспышек сверхновых. О последних результатах в той области, которая стала предметом премированной книги, с Крейгом Уилером побеседовал Алексей Левин, уже много лет знакомый с этим ученым.

Первый крик нейтринной астрономии

На днях было объявлено, что детектор Ice Cube зарегистрировал одно нейтрино очень высокой энергии (минимум 180 ТэВ) с направления, совпадающего с точностью полградуса с одним из блазаров (TXS 0506, здесь и далее используем сокращенное название). Есть также дополнительные соображения, подтверждающие, что данный блазар — источник нейтрино.

Темная энергия во Вселенной

Физики любят красное словцо. В их среде с некоторых пор принято давать «ненаучные» названия вновь открытым сущностям. Взять хотя бы странный и очарованный кварки. Вот и темная энергия не синоним темных сил, а термин, придуманный для обозначения некоторых необычных свойств нашей Вселенной.

Эксперимент с несчастливой судьбой

На днях ряд европейских исследовательских организаций принял согласованное решение отменить эксперимент SOX по регистрации короткопробежных нейтрино (Short distance neutrino Oscillations with boreXino). Эксперимент планировалось провести в Италии в подземной лаборатории Гран-Сассо (в туннеле под горным хребтом неподалеку от Рима).

«Для него физика всегда была единым и гармоничным целым»

Скорбная весть пришла по электронной почте из Москвы. 5 января 2017 года ушел из жизни Спартак Тимофеевич Беляев. Еще совсем недавно, после своего 93-го дня рождения, он написал, что бодр и работоспособен. Еще совсем недавно его сотрудники поражались, как он поднимается на четвертый этаж без лифта или бодро перебегает улицу к автобусу, держа под мышкой палочку. Еще совсем недавно мы обсуждали по той же электронной почте свойства фононов и ротонов в жидком гелии. И вот его нет…

«Ломоносов»: первые результаты

Спутник «Михайло Ломоносов» запущен 28 апреля 2016 года с нового российского космодрома «Восточный» на солнечно-синхронную орбиту высотой около 500 км и уже более четырех месяцев передает на Землю научную информацию. Об экспериментах, проводимых на спутнике, рассказывает Михаил Панасюк, докт. физ.-мат. наук, директор НИИЯФ МГУ, зав. отделом космических наук НИИЯФ МГУ, зав. кафедрой физики космоса физфака МГУ.

К безобидности солнечных нейтрино

Показалось любопытным оценить, скольких людей убивают ежегодно солнечные нейтрино. Ведь взаимодействие этих частиц с веществом хоть и ничтожно мало, но не нулевое, благодаря чему их и хватают за бороду (с). Нейтрино, рассеявшись на электроне или атомном ядре в среде (например, в живой ткани), придают им энергию, вполне достаточную для ионизации от тысяч до миллионов атомов. Ионизирующее излучение, хоть бы и очень слабое, создает определенную вероятность получить летальный рак. Причем согласно так называемой беспороговой концепции эта вероятность пропорциональна дозе облучения, даже при очень малых дозах.

Нейтрино за шкирку

Нобелевская премия по физике 2015 года присуждена японцу Такааки Кадзите и канадцу Артуру Макдоналду «за открытие осцилляций нейтрино, показывающих, что у них есть масса». Про драматическую историю исследований «неуловимой частицы» рассказывают доктора физ.-мат. наук Юрий Куденко и Борис Штерн.

Выступление Михаила Ковальчука в Совете Федерации 30 сентября 2015 года

Публикуем стенограмму выступления М.Ю.Ковальчука в Совете Федерации 30 сентября 2015 года. Видеозапись: http://council.gov.ru/press-center/video/44107/

Как увидеть темную материю

В последнее время довольно часто раздается разного рода брюзжание по поводу темной материи — дескать, никто ее не видел, а изобрели только для того, чтобы прикрыть несостоятельность космологии… Для тех, кто все-таки сомневается в существовании темной материи, — картинка, где она видна глазами.

«Ищут давно, но не могут найти…»

Никому до сих пор не ведомые элементарные частицы могут открывать экспериментаторы, ну а могут сначала «на кончике пера» предсказать теоретики. Так были предсказаны позитрон, нейтрино, бозон Хиггса… Но не все предсказанные частицы открыты. В этой статье речь пойдет о драматической судьбе аксионов.

Кваркам — полвека

В прошлом году Питер Хиггс и Франсуа Энглер получили Нобелевскую премию по физике за теоретические исследования, «способствующие пониманию природы массы субатомных частиц».

«Сфотографируйся. Если получится — значит, ты есть!»

Агентство научной информации «ФИАН-информ» дважды в неделю дает краткие, но полноценные сообщения о результатах работы института.

Японский опыт

Это попытка (по моим воспоминаниям о публикациях в газете «За рубежом») сравнить наше «хотели как лучше» с японским опытом перестройки науки с очень высоким положительным результатом.

Первые результаты эксперимента GERDA

16 июля 2013 года на научном семинаре в лаборатории Гран Сассо (Италия) были представлены первые результаты поиска безнейтринного двойного бета-распада (ββ0v) ядра Ge-76 с помощью детектора GERDA-I [1]

WMAP: триумф девятилетней службы

В декабре 2012 года вышло два препринта коллаборации WMAP, подводящие итоги 9-летней работы космической станции по «картографированию» реликтового микроволнового излучения, испущенного рекомбинирующей плазмой, когда Вселенной было 380 тыс. лет.

Еще одно различие науки и религии

Мы хорошо знаем, что наука и религия придерживаются различных мнений по многим вопросам, в том числе достаточно фундаментальным.

Премия Померанчука 2012: на краю пятимерного пространства и парадоксы атомной физики

Международная премия им. Исаака Яковлевича Померанчука присуждается ежегодно с 1998 года — одному иностранно­му и одному российскому ученому. Область — теоретическая физика, в основном связанная с физикой частиц.

Кто вы, мистер Брукс?

Одна из самых неоднозначных и провокационных научно-популярных книг, попадавших нам в руки за последнее время, принадлежит перу Майкла Брукса, британского ученого во всех смыслах этого слова.

Опера о скорости нейтрино

В сентябре коллаборация OPERA, ставящая эксперимент по осцилляциям нейтрино, опубликовала электронный препринт, который стал крупнейшей сенсацией года в научном мире, причем волны от сенсации пошли в широкие массы.

На Баксанской нейтринной обсерватории (БНО), являющейся филиалом Института ядерных исследований РАН, произошла трагедия

7 октября убиты Джамал Гулиев и его жена. Джамал был системным администратором БНО. Коллеги характеризуют его как весьма приятного человека, квалифицированного специалиста, чуждого каких-либо националистических настроений.

Шум от нейтрино

9 сентября пришло удивительное известие из Италии, из подземной лаборатории Гран-Сассо. Коллаборация OPERA выдала результат: нейтрино движутся со сверхсветовыми скоростями!

10 загадок, скрытых в небесах

Мы обсуждаем 10 астрофизических проблем, решения которых можно ожидать в ближайшие 10 лет. Эти решения могут заметно изменить картину мира, как дополнив ее, так и переписав некоторые фрагменты.

Обнаружение нового типа осцилляций нейтрино

15 июня 2011 г. международный эксперимент Т2К объявил о детектировании 6 событий, являющихся кандидатами в электронные нейтрино.

Новые результаты по осцилляциям нейтрино

Проявления нейтринных осцилляций, предсказанных Б. Понтекорво еще в 1957 г., уже были зарегистрированы в ряде других экспериментов, но в данном случае обнаружено ранее не наблюдавшееся возникновение электронных нейтрино из мюонных.

Мир без начала и конца

Согласно теории Большого взрыва, у нашей Вселенной есть вполне конкретный возраст, который сейчас оценивают в 13,7 млрд лет. Довольно мало для такого значительного объекта, как Вселенная, не правда ли?

Взвешивая неуловимое

В период журналистского бума по поводу Большого адронного коллайдера (БАК) освещение многих важных фундаментальных исследований отодвинулось на задний план.

Получено подтверждение осцилляций мюонных нейтрино в тау-нейтрино

Обнаружено первое событие-кандидат, подтверждающее существование осцилляций мюонных нейтрино в тау-нейтрино

T2K: есть сигнал

Зарегистрированы первые события в нейтринном эксперименте T2K (Tokai to Kamioka).

Такие разные гипотезы

Меня волнует вопрос: как и почему статьи такого уровня и, что важнее, типа появляются в хороших научно-популярных журналах.