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 похудеть, не считая калорий: 5 способов контролировать питание Как похудеть, не считая калорий: 5 способов контролировать питание

Важно следить за тем, сколько вы съели. А вы знаете, много вы едите или мало?

Популярная механика
Всероссийская перепись роботов Всероссийская перепись роботов

Каких роботов производят отечественные компании

Цифровой океан
Глобальное изменение климата сыграло на руку большинству инфекционных заболеваний Глобальное изменение климата сыграло на руку большинству инфекционных заболеваний

Глобальное изменение климата повышает распространенность инфекций

N+1
Психолог Анастасия Долганова объяснила, когда стресс становится травмой Психолог Анастасия Долганова объяснила, когда стресс становится травмой

Еще рано говорить о ПТСР в контексте последних событий

Psychologies
3 простых финансовых лайфхака 3 простых финансовых лайфхака

Эти финхаки помогут сократить расходы, не изменяя потребительским привычкам

Maxim
Пропали навсегда: самые таинственные исчезновения в Бермудском треугольнике Пропали навсегда: самые таинственные исчезновения в Бермудском треугольнике

Исчезновения в Бермудском треугольнике, которые заставят верить в паранормальное

Cosmopolitan
«Наше преимущество — женская логика»: Алина Манцева о женщинах в бизнесе «Наше преимущество — женская логика»: Алина Манцева о женщинах в бизнесе

Как женщинам бороться с гендерными стереотипами на работе?

Psychologies
Дело не в тебе Дело не в тебе

Что сделать, чтобы развод родителей не травмировал ребенка?

Лиза
Анте Томич: «Чудо в ущелье Поскоков». Хорватский роман о перипетиях сумасбродного семейства Анте Томич: «Чудо в ущелье Поскоков». Хорватский роман о перипетиях сумасбродного семейства

Отрывок из романа о том, как Крешимир покинул родные края в поисках невесты

СНОБ
7 вещей, которые успешные люди успевают сделать до 7:30 утра 7 вещей, которые успешные люди успевают сделать до 7:30 утра

Семь утренних привычек, которые отличают успешных людей от простых смертных

Psychologies
«Познакомьтесь с собой. Как гены, микробы и нейроны делают нас теми, кто мы есть» «Познакомьтесь с собой. Как гены, микробы и нейроны делают нас теми, кто мы есть»

До какой степени наши привычки и склонности опираются на генетику

N+1
Как укрепить свою психику Как укрепить свою психику

7 способов, чтобы сохранить психическое здоровье и развить силу воли

Maxim
Психологическая реабилитация после инсульта: что нужно знать Психологическая реабилитация после инсульта: что нужно знать

Как определить инсульт и возможна ли после него реабилитация?

Psychologies
Гид по джинсам от Энн Хэтэуэй, главной поклонницы денима в Голливуде Гид по джинсам от Энн Хэтэуэй, главной поклонницы денима в Голливуде

Стиль Энн Хэтэуэй — чему мы можем поучиться?

Cosmopolitan
Сколько отверстий в соломинке для питья? Сколько отверстий в соломинке для питья?

Есть определённые вопросы, на которые, кажется, есть ответы у всех спорщиков

Популярная механика
Лимонов и Париж. 1980–1991 Лимонов и Париж. 1980–1991

Лимонов переезжает в Париж. Здесь он быстро становится знаменитостью

Esquire
По праву вождения По праву вождения

«Сядь за руль моей машины»: о пользе Чехова

Weekend
Наука и жизнь сто лет назад Наука и жизнь сто лет назад

О литофагии, аэросанях и драгоценных камнях

Наука и жизнь
7 продуктов, которые не стоит брать и со скидкой: пользы все равно мало 7 продуктов, которые не стоит брать и со скидкой: пользы все равно мало

Почему эти продукты стоит исключить со своего стола?

Популярная механика
Татьяна Никольская: «Я занимаюсь сужением белых пятен» Татьяна Никольская: «Я занимаюсь сужением белых пятен»

Танец с черным пуделем, дружба с последним обэриутом, Новый год у Довлатова

Arzamas
Непослушные старшие Непослушные старшие

Порой мы становимся для старших словно чужими. Как распутать клубок непонимания?

Psychologies
Как нельзя краситься и стричься стюардессам пятизвездочных авиакомпаний Как нельзя краситься и стричься стюардессам пятизвездочных авиакомпаний

Каким бьюти-правилам должны неукоснительно следовать стюардессы

Cosmopolitan
Почему в 56 мне лучше, чем в 50 Почему в 56 мне лучше, чем в 50

Мы все боимся стареть. Первые седые волосы и морщины вызывают панику

Psychologies
10 самых красивых и необычных петроглифов 10 самых красивых и необычных петроглифов

На Земле есть около 20 000 петроглифов — вырезанных в камне изображений

Популярная механика
«Жалею, что мою сестру не отдали в детский дом» «Жалею, что мою сестру не отдали в детский дом»

Что делать, если мать стремится переложить обязанности на других детей?

Psychologies
Как Великая лондонская вонь победила загрязнение реки Темзы Как Великая лондонская вонь победила загрязнение реки Темзы

Как лондонцы справились с загрязнением Темзы?

Популярная механика
10 продуктов, которые полезны для сердца 10 продуктов, которые полезны для сердца

Как правильное питание может оказать влияние на здоровье сердца

Популярная механика
Чем заняться в дождливый день? 20 занятий, которые не дадут тебе заскучать Чем заняться в дождливый день? 20 занятий, которые не дадут тебе заскучать

Есть множество дел, которыми можно заняться, даже если за окном непогода

Cosmopolitan
Иван Мулин: «Я артист разговорного закулисного жанра» Иван Мулин: «Я артист разговорного закулисного жанра»

Иван Мулин — о том, как учился у Звягинцева и изучал архивы альпиниста Дятлова

Cosmopolitan
Боль глубоко внутри: что такое травма свидетеля, как ее распознать и помочь себе Боль глубоко внутри: что такое травма свидетеля, как ее распознать и помочь себе

Как внешние трагические события могут повлиять на вас психологически?

Cosmopolitan
Открыть в приложении