Для поиска редких процессов ученые используют технологии Древнего Рима

Популярная механикаНаука

Зачем современным физикам свинцовые слитки Древнего Рима?

Для поиска чрезвычайно редких процессов, обещающих гигантский прорыв в нашем понимании современной физики, ученые используют не только самые современные детекторы, но и продукты технологии двухтысячелетней давности.

Алексей Левин

Капитан большого римского парусного торгового судна, вероятно, был весьма раздосадован, когда бросил якорь всего лишь в какой-нибудь миле от берегов Сардинии. Судно было загружено добытым в шахтах Картахены свинцом, предназначавшимся для изготовления амуниции (снарядов для пращей). Но, судя по сведениям, которые получил капитан, шансы доставить груз получателю с каждой минутой становились все более призрачными: повстанцы контролировали ближайшие порты (и даже, возможно, захватили несколько военных кораблей, так что бегство становилось бессмысленным). В конце концов чувство долга (а также и страх перед римской армией) пересилило, и капитан отдал приказ. Снизу послышались удары топоров, судно накренилось и стало медленно тонуть, в то время как матросы попрыгали в воду и уже плыли к берегу. Главное — важный стратегический груз не достался врагу.

0dfcb24d0200bcb598a0e8c771195b0d.jpg
Бета-распад обусловлен слабым взаимодействием и изменяет заряд ядра на единицу без изменения массового числа — с излучением бета-частицы (электрона или позитрона) и электронного антинейтрино или нейтрино соответственно. При двойном бета-распаде излучается две бета-частицы и два антинейтрино (или нейтрино). Двойной безнейтринный бета-распад может существовать, только если нейтрино является майорановской частицей (нейтрино тождественно антинейтрино).

Древний клад

Свинцовые слитки пролежали на дне Тирренского моря всего в полутора милях от Ористано 2000 лет, пока в 1988 году их не обнаружили местные дайверы. Находка заинтересовала итальянское Управление археологического надзора Кальяри, ее тщательно отметили на картах, но поднимать не спешили. Причина была довольно банальной: для подъема почти тысячи свинцовых слитков, каждый весом 33 кг, требовалось немало средств, которых в бюджете управления не было. Помощь пришла с неожиданной стороны: газета с заметкой о находке случайно попалась на глаза Этторе Фиорини, физику из Миланского университета Бикокка. Оказалось, что римский свинец очень нужен физикам. Нужен настолько, что итальянский Национальный институт ядерной физики (INFN) предложил оплатить операцию по подъему груза с затонувшего римского судна в обмен на «долю клада» в натуральном виде. Археологи и историки, скрепя сердце и скрипя зубами, согласились, и в 1991 полторы сотни слитков были переданы итальянским физикам, которые изготовили из них свинцовые экраны для детекторов, установленных в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии.

2628772173d3ff6695684ab6423a7e5d.jpg
В основе детекторов коллаборации CUORE лежат болометры, с помощью которых пытаются обнаружить распад теллура-130. 988 кристаллов диоксида теллура одновременно служат и болометрами, и потенциальными источниками двойного безнейтринного бета-распада. Они собраны в 19 колонок и охлаждены до температуры в 10 мК, при которой их теплоемкость столь мала, что даже попадание отдельной частицы вызывает повышение температуры, обнаруживаемое с помощью термисторов. По величине этого повышения можно вычислить энергию попавшей частицы, а в случае двойного безнейтринного бета-распада в энергетическом спектре будет наблюдаться пик в 2527 кэВ.

«Выдержанный» металл

Зачем же работа римских металлургов понадобилась современным физикам? Дело в том, что свежевыплавленный из руды свинец содержит небольшие примеси нестабильных элементов. В основном это изотоп свинец-210, претерпевающий бета-распад с периодом полураспада 22,3 года. На качестве амуниции для пращей это, конечно, никак не сказывается, как и для огромного количества современных применений, а вот для физиков имеет принципиальное значение. Свинец используется как материал для экранирования сверхвысокочувствительных детекторов во многих экспериментах по обнаружению различных частиц. Поскольку недавно добытый свинец сохраняет слабую природную радиоактивность, он служит источником помех и, по словам Этторе Фиорини, не подходит для подобных задач. Обычно в таких случаях используют особый свинец, обедненный 210-м изотопом, но его цена очень высока. Поэтому римские слитки, в которых за 2000 лет распалась б? льшая часть свинца-210, оказались весьма кстати. Исследования, проведенные физиками из INFN, показали, что уровень остаточной

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Как ученые отправляют послания иным цивилизациям и сколько нам ждать ответа? Как ученые отправляют послания иным цивилизациям и сколько нам ждать ответа?

METI — попытки передачи межзвездных посланий

Популярная механика
5 выдающихся современных авторов, пишущих серьезную научную фантастику 5 выдающихся современных авторов, пишущих серьезную научную фантастику

Авторы, которые продолжают традиции «твердой» фантастики

Популярная механика
Нейробиологи показали, как мозг хранит и редактирует наши воспоминания Нейробиологи показали, как мозг хранит и редактирует наши воспоминания

Механизмы, которые хранят и обновляют воспоминания в мозге

ТехИнсайдер
Почему классические радар-детекторы такие большие Почему классические радар-детекторы такие большие

Какие бывают антенны в радар-детекторах

CHIP
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
«Юмор из моей жизни никуда не делся» «Юмор из моей жизни никуда не делся»

Интервью с актрисой Марией Кравченко, звездой сериала «Полярный 2»

OK!
Марина Липецкая Марина Липецкая

Знакомьтесь, директор «Центра стратегических разработок "Северо-Запад"»

Собака.ru
Физики создали ахроматическую рентгеновскую линзу Физики создали ахроматическую рентгеновскую линзу

Aизики изготовили первую ахроматическую линзу для рентгеновского диапазона

N+1
Дедушка Максим Дедушка Максим

История пулемета, в честь которого нас назвали

Maxim
Химики получили циклический молекулярный узел с 12 перекрестьями Химики получили циклический молекулярный узел с 12 перекрестьями

Как химики синтезировали сложные молекулярные узлы

N+1
Каких людей нельзя впускать в свою жизнь — совет от протоиерея Сергия Филимонова Каких людей нельзя впускать в свою жизнь — совет от протоиерея Сергия Филимонова

Как научиться разбираться в людях?

Cosmopolitan
Если на свидание пришел совсем не тот, кого ты ждала Если на свидание пришел совсем не тот, кого ты ждала

Истории знакомств пошли не по плану. Зато было весело!

Лиза
Почему в Антарктиде нет белых медведей? Почему в Антарктиде нет белых медведей?

Почему белые медведи обитают только в Арктике?

Популярная механика
Синхронные остановки сделали охоту социальных пауков эффективнее Синхронные остановки сделали охоту социальных пауков эффективнее

Социальным паукам удается добывать добычу, которая в сотни раз крупнее их самих

N+1
Концепция чёрного Концепция чёрного

Насыщенная палитра интерьера этого таунхауса поражает воображение

Идеи Вашего Дома
«Поражение всегда сирота» «Поражение всегда сирота»

В 1906 году прошло сразу два судебных процесса над военным командованием

Дилетант
Опубликована полная последовательность человеческого генома Опубликована полная последовательность человеческого генома

Молекулярные биологи закончили собирать последовательность ДНК человека

N+1
Российские ученые улучшили вентилятор, который повысит безопасность шахтеров Российские ученые улучшили вентилятор, который повысит безопасность шахтеров

От надёжной работы системы проветривания полностью зависит безопасность шахты

Популярная механика
Главный козырь пулемета Гатлинга: дождь из свинца Главный козырь пулемета Гатлинга: дождь из свинца

Многоствольные пушки называли органами или рибодекенами

ТехИнсайдер
7 книг, которые помогут найти в себе силы жить и любить 7 книг, которые помогут найти в себе силы жить и любить

Книги, которые помогут перестроить свой внутренний компас на новые смыслы

Популярная механика
Как быстро уснуть и победить бессонницу: приемы, которые сработают Как быстро уснуть и победить бессонницу: приемы, которые сработают

Простые и эффективные лайфхаки, которые помогут тебе уснуть буквально за минуту

VOICE
Как строить платонические отношения: 7 правил Как строить платонические отношения: 7 правил

Какие способы построения платонических отношений — самые надежные?

Psychologies
Как переход к NFT превратил разработчика мобильных игр в многомиллиардную корпорацию Как переход к NFT превратил разработчика мобильных игр в многомиллиардную корпорацию

Как NFT влияет на мобильные игры

Forbes
Вино, раскройся! Вино, раскройся!

Вино – как выбрать, с чем сочетать и что предписывает этикет

Лиза
Топ-9 лучших NFT площадок для покупки и продажи Топ-9 лучших NFT площадок для покупки и продажи

Мы рекомендуем использовать только проверенные площадки для торговли NFT

CHIP
Кит, стадо коров, офтальмологическая клиника: 10 невероятных грузов, перевезенных самолетами Кит, стадо коров, офтальмологическая клиника: 10 невероятных грузов, перевезенных самолетами

Порой встречаются примеры авиаперевозок, не поддающиеся никакой классификации

ТехИнсайдер
О чем сейчас кричит наше тело? О чем сейчас кричит наше тело?

Почему немеют руки, почему зажаты мышцы или ощущается напряжение в челюсти?

Psychologies
Детская непосредственность Детская непосредственность

Почему роспись нового храма в Морозовской больнице не доведена до конца

Forbes
Теперь безалкогольная, но с секретным ингредиентом: 9 фактов о коле Теперь безалкогольная, но с секретным ингредиентом: 9 фактов о коле

В 1886 году мир попробовал один из самых всенародно любимых шипучих напитков

Вокруг света
Продолжение истории Продолжение истории

Сейчас редко кто может гордиться тем, что построил дом своими руками

Идеи Вашего Дома
Открыть в приложении