2000 №3

В наших широтах брачный период у зайцев начинается в марте, а если зима была мягкой — то и в феврале. В это время, как писал старик Брем, зайцы бегают по снегу совсем как гончие, опустив носы к земле: вынюхивают зайчих. Между конкурентами происходят драки за самку, не слишком серьезные, но забавные для стороннего наблюдателя. Соперники сталкиваются между собой, толкаются всем телом, встают на задние лапы и награждают друг друга увесистыми пощечинами, только шерсть летит. Клоки шерсти остаются на поле боя, тем более, что период гона совпадает с весенней линькой. В конце концов побеждает сильнейший, которому удается отогнать конкурента от ожидающей зайчихи. Хотя бывает и так, что под шумок драки зайчиха уже убежала с кем-то третьим.

Этот снимок сделан на канадском острове Элсмира, там брачный период зайцев сдвинут на апрель — суровая Арктика.

БЕСЕДЫ ОБ ОСНОВАХ НАУК

Нейтрино

В предыдущем номере журнала (см. «Наука и жизнь» № 2,2000 г.) рассказывалось о драматических событиях, связанных с историей открытия нейтрино буквально «на кончике пера». Предсказанные теорией уникальные свойства этой частицы — отсутствие заряда и массы, феноменальная проникающая способность — приводили к неутешительному выводу: если нейтрино и удастся обнаружить в эксперименте, то очень и очень не скоро.

Доктор физико-математических наук В. НОЗИК.

ПОЙМАТЬ ЖИВЫМ!

Отец «чернильного» нейтрино Вольфганг Паули был уверен, что «при нашей жизни нейтрино не будет экспериментально наблюдено. Однако уже 14 июня 1956 года он получил телеграмму от руководителя американской экспериментальной группы Фредерика Рейнеса: «Счастливы сообщить Вам, что мы определенно детектировали нейтрино, эффективное сечение взаимодействия равно (0,94 ± 0,13)∙10^-43 см²».

Двойное торжество — нейтрино есть и интенсивность его взаимодействия с протоном отлично совпадает с расчетами по теории Ферми.

Команда Рейнеса получила первый положительный результат еще в 1953 году, но три года группа тщательно проверяла собственное открытие на более совершенном детекторе и более мощном источнике. Как же был достигнут столь фантастический результат?

Для регистрации результата взаимодействия гипотетического нейтрино с протоном была выбрана реакция «обратного» (3-распада. По правилам квантовой механики, если существует реакция с рождением нейтрино, то должна существовать (если не запрещена законами сохранения) и «обратная» реакция с его поглощением и превращением протона в нейтрон с выделением позитрона. Таким образом, если при включенном источнике искомых нейтрино установка (большая «протонная» мишень с детектором) «сообщает» о появлении пар (позитрон и нейтрон), а при выключенном источнике «молчит», логично полагать, что виновником такого события стало взаимодействие нейтрино с протоном.

Мишень с большим числом протонов создать легко: годится любая водородсодержащая жидкость (ядро атома водорода и есть протон), например вода, в каждом кубическом сантиметре которой содержится около 10²⁴ протонов. Зарегистрировать позитрон тоже не сложно. Родившись, он почти мгновенно растратит свою энергию на электромагнитные столкновения с веществом детектора, остановится и в покое аннигилирует с первым попавшимся электроном вещества мишени. В процессе аннигиляции родятся два у-кванта, каждый из которых будет уловлен одним из многочисленных фотоумножителей детектора.

На нейтрон тоже можно придумать ловушку. Ядра кадмия, например, «с удовольствием» поглощают нейтроны, а рожденное ядро его изотопа излучит каскад γ-квантов. Если в воде мишени растворить соль кадмия, то родившийся в (β-распаде нейтрон, попутешествовав в растворе некоторое время, встретит ядро кадмия, поглотится и испустит несколько (в среднем три) γ-кванта. Уловленные фотоумножителями, они и будут свидетельствовать о появлении нейтрона.