Нобелевская премия по физике: наши заслуги

На этой неделе в Стокгольме в Шведской королевской академии наук происходит самое важное для учёных всего мира событие года – присуждение Нобелевских премий. Кульминацией станет торжественное вручение премий Его Величеством королём Швеции Карлом XVI Густавом, которое состоится 10 декабря.

Традиционно первая Нобелевская премия присуждается физикам. В этом году её удостоились канадец Артур Макдоналд, директор нейтринной обсерватории в Сандбери и руководитель эксперимента Super-Kamiokande в Токийском университете Такааки Кадзита. Премия им присуждена «за открытие нейтринных осцилляций, показывающих наличие у них массы».

Вспомним историю. В 20-х годах прошлого века физики-ядерщики стали наблюдать странные явления, в которых при строгих подсчётах куда-то пропадала часть энергии. Небольшая, но всё же. Отказываться от фундаментального принципа сохранения энергии физики не хотели, хотя на конференции в Риме в 1931 году знаменитый Нильс Бор и выдвинул такое смелое предложение.

Это было в стиле Нильса Бора, сказавшего: «Если идея не кажется безумной, от неё не будет никакого толку». Более консервативные коллеги Бора пытались спасти принцип сохранения. Вольфганг Паули предположил существование очень лёгкой и электрически нейтральной элементарной частицы, которую Энрико Ферми назовёт на итальянский манер «нейтрино».

Четверть века нейтрино так и оставалась гипотетической частицей. А к тому времени уже были взорваны атомные бомбы и построены первые АЭС. И для расчётов использовались формулы, в которые входили нейтрино. Без них дебет с кредитом не сходился. Только в 1956 года американские физики Фредерик Райнес и Клайд Кован смогли зафиксировать нейтрино.

Казалось бы, можно было выдохнуть, раз теория и эксперимент сошлись. Но тут нейтрино преподнесло новый сюрприз. Недалеко от нас по космическим меркам находится природный термоядерный реактор – Солнце, которое является самым мощным источником нейтрино для нас. Каждую секунду через один квадратный сантиметр земной поверхности проходит 60 миллиардов нейтрино, испущенных Солнцем.

Когда учёные стали считать солнечные нейтрино, фиксируемые детекторами, то выяснилось, что этих нейтрино в 2-3 раза меньше, чем предсказывает стандартная модель Солнца. Что делать? Можно пересмотреть стандартную модель Солнца. Но она очень хорошо согласуется с другими данными, расходясь лишь в количестве нейтрино. А можно пойти другим путём. Дело в том, что существует три сорта нейтрино: электронное, мюонное и тау-нейтрино. Американцы «поймали» электронное нейтрино. Мюонное нейтрино было экспериментально зарегистрировано в 1962 году, а тау-нейтрино – только в 2000 году.

Согласно стандартной модели Солнца, все солнечные нейтрино должны быть электронными. Недостаток нейтрино, фиксируемый детекторами, можно было объяснить либо изъяном теории, либо тем, что нейтрино разных сортов могут превращаться друг в друга. Идею о взаимопревращении нейтрино сформулировал в 1957 году советский физик итальянского происхождения Бруно Максимович Понтекорво. Это гипотетическое явление было названо нейтринными осцилляциями, а за работы по ним Понтекорво получил Ленинскую премию – главную премию Советского Союза.



Учитывая, что только к 2000-му году физики научились детектировать все виды нейтрино, раньше этого времени гипотеза нашего учёного не могла быть подтверждена экспериментально. И вот, наконец, это случилось. Бруно Максимович Понтекорво скончался в 1993 году, и если бы Нобелевские премии присуждались посмертно, то можно не сомневаться, что его фамилия стояла бы списке нынешних лауреатов.

Если говорить о практическом применении нейтрино, то над этим работают учёные из нашего Курчатовского института. Ядерные реакторы излучают нейтрино. Следовательно, изучая спектр нейтринного излучения можно, контролировать работу реактора. Кроме того, можно дистанционно определять состав топлива и узнавать, не используется ли реактор для наработки оружейного плутония.

А праздник науки в Стокгольме продолжается. Жаль, что среди претендентов в этом году нет наших учёных, но нас особо и не баловали никогда. Больше всего у нас премий именно в области физики. Но мы помним, что начало отмеченного премией открытия положили теоретические работы нашего физика Бруно Максимовича Понтекорво. Это наша премия!

Евгений Радугин