Нейтрино — самые распространенные частицы во Вселенной, но их невероятно трудно обнаружить. Может ли запуск космического детектора рядом с Солнцем изменить ситуацию?
На прошлой неделе на орбиту был выведен первый в мире космический детектор нейтрино. Он создан для изучения неуловимых частиц, которые постоянно бомбардируют Землю. Миссия направлена на тестирование технологии, которая в будущем поможет ученым раскрыть процессы внутри Солнца.
Детектор изготовлен из кристаллов галлия и вольфрама и встроен в кубсат размером 3U (30 сантиметров в длину и 10 сантиметров в ширину). Он будет вращаться вокруг Земли на высоте 500 километров в течение двух земных лет. Кубсат был запущен 3 мая в рамках миссии SpaceX CAS500-2.
Проект SNAPPY (Solar Neutrino Astro-Particle Physics) разработан профессором Николасом Соломеем из Уичитского государственного университета. Его цель — проверить технологию, которая в будущем позволит разместить детектор нейтрино рядом с Солнцем. «На Земле нейтрино — редкое явление, поэтому для их обнаружения необходимы большие детекторы, — объяснил Соломей. — Но ближе к Солнцу их количество в тысячу и более раз выше. Килограммовый детектор, который мы запустим к Солнцу, будет работать как тысячекилограммовый на Земле».
Высокая концентрация нейтрино вблизи Солнца привлекает внимание ученых. Детектор Snappy проходит испытания на орбите. Его задача — подтвердить возможность обнаружения нейтрино в космосе. Галлиевый детектор на кубсате более чувствителен к нейтрино, чем аргоновые детекторы, используемые на Земле.
Соломей надеется, что успешный эксперимент убедит NASA установить детектор нейтрино на космический аппарат, отправляющийся к Солнцу. «Мы сможем изучить множество взаимодействий солнечных нейтрино и точнее определить их положение, — сказал он. — Это позволит нам увидеть оболочки Солнца, окружающие ядро, и исследовать физику элементарных частиц и движение нейтрино».
Ученые считают, что состояние материи, наблюдавшееся после Большого взрыва, может существовать внутри нейтронных звезд. Благодаря чувствительности галлиевого детектора команда сможет улавливать даже слабые нейтрино, недоступные для земных устройств.
Нейтрино делятся на «виды» в зависимости от процессов их образования. Анализ потока нейтрино от Солнца даст уникальную информацию о термоядерном синтезе в ядре звезды, недоступном для современных инструментов.
Нейтрино почти не взаимодействуют с материей и покидают глубины Солнца за секунды после рождения. Физической материи требуется около 100 тысяч лет, чтобы пройти путь от ядра до поверхности.
«Это как микроскоп в ядре Солнца, — говорит Соломей. — Разные слои Солнца имеют свои термоядерные реакции, и мы можем изучать структуру ядра, наблюдая за различными видами нейтрино».