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

Без зубрежки: 5 захватывающих книг о математике Без зубрежки: 5 захватывающих книг о математике

Книги, написанные математиками об их любимом предмете

Популярная механика
Древесные кольца указали на две древние сверхмощные солнечные вспышки Древесные кольца указали на две древние сверхмощные солнечные вспышки

Сверхмощные солнечные вспышки произошли в 7176 и 5259 годах до нашей эры

N+1
Капуцины острова Хикарон обзавелись традицией похищать и носить на себе детенышей ревунов Капуцины острова Хикарон обзавелись традицией похищать и носить на себе детенышей ревунов

У капуцинов появилась традиция похищать и носить детенышей ревунов

N+1
Эпохальные сцены: 12 самых необычных театров мира Эпохальные сцены: 12 самых необычных театров мира

Xтобы быть актуальнее и ближе к зрителю, театр нуждается в свежем взгляде

Вокруг света
Тревожное исследование: ChatGPT убивает наше критическое мышление Тревожное исследование: ChatGPT убивает наше критическое мышление

Чем чрезмерное использование нейросетей крайне вредно для нашего мозга

ТехИнсайдер
Рок-урок: ароматы, посвященные культовым музыкантам Рок-урок: ароматы, посвященные культовым музыкантам

Музыкально-парфюмерный чарт истинного меломана

Esquire
Почему Эйнштейн не сослался на опыт Майкельсона? Почему Эйнштейн не сослался на опыт Майкельсона?

Максвелл не сомневался, что всё пространство во Вселенной заполнено эфиром

Наука и жизнь
6 фактов о бенгальских кошках 6 фактов о бенгальских кошках

Какие красивые кошки! И какие дорогие...

Популярная механика
Плащ-невидимка и пластмассовое золото Плащ-невидимка и пластмассовое золото

10 необычных материалов «из будущего»

РБК
История «Артека»: как рай советских пионеров превращался в кошмар История «Артека»: как рай советских пионеров превращался в кошмар

Каждый советский ребёнок мечтал побывать в летнем лагере «Артек»

Популярная механика
Чем можно заняться в современной библиотеке Чем можно заняться в современной библиотеке

Как изменилась роль читален и почему это важно для жителей малых городов

СНОБ
Нужно ли покупать ребенку мотоцикл: советы для тех, чей сын мечтает об экстремальном спорте Нужно ли покупать ребенку мотоцикл: советы для тех, чей сын мечтает об экстремальном спорте

Основоположник FMX в России — про детский мотоспорт и выбор экипировки

Популярная механика
Five Nights at Freddy's: Security Breach — о чем игра и какие системные требования Five Nights at Freddy's: Security Breach — о чем игра и какие системные требования

ФНаФ 9 — с виду детский проект, в который играют в основном взрослые. Почему?

CHIP
Машина для любви, а не для войны: история легендарного «хиппибуса» от VW Машина для любви, а не для войны: история легендарного «хиппибуса» от VW

Как бюргеры сделали американцев бродягами, беспаспортными и безработными

Maxim
Почему в Антарктиде нет белых медведей? Почему в Антарктиде нет белых медведей?

Почему белые медведи обитают только в Арктике?

Популярная механика
Не кешбэком единым Не кешбэком единым

Седьмое ежегодное исследование, посвященное развитию туризма российских регионов

Отдых в России
Потому и не кусают: 7 секретов, которые помогут избавиться от укусов комаров Потому и не кусают: 7 секретов, которые помогут избавиться от укусов комаров

Кого и почему комары кусают чаще всего и как выйти из «группы риска»?

Популярная механика
В ваших интересах В ваших интересах

Рассматриваем тревел-мифы и разбираемся, так ли все на самом деле

Grazia
Одна вокруг света: путешествие в новой реальности Одна вокруг света: путешествие в новой реальности

В 161-ой серии блога о кругосветном автопутешествии Ирина Сидоренко

Forbes
Смесь атомов и света поможет сфокусировать лазер на световом парусе Смесь атомов и света поможет сфокусировать лазер на световом парусе

Работа ученых может в помочь фокусировать лазерный луч на световой парус

N+1
Плоская медная поверхность не окислилась за год Плоская медная поверхность не окислилась за год

Пленки на подложке из оксида алюминия очень устойчивы к окислению

N+1
Сделаем Плутон снова великим: почему астрономы выступают за возвращение ему статуса планеты Сделаем Плутон снова великим: почему астрономы выступают за возвращение ему статуса планеты

Плутон — планета или нет?

Популярная механика
Убийца — садовник? 10 детективов, которые отлично тренируют мозг Убийца — садовник? 10 детективов, которые отлично тренируют мозг

Детективные истории дают нам возможность ответить на этот вопрос раньше сыщика

VOICE
Удивительно точные предсказания из 1900 года, которые сбылись спустя сто лет! Удивительно точные предсказания из 1900 года, которые сбылись спустя сто лет!

Шутливый прогноз из журнала 1900 — что из него сбылось, а что нет?

Cosmopolitan
Взяться за руки: о чем говорит язык тела Взяться за руки: о чем говорит язык тела

Прикосновение к руке другого человека может быть очень мощным сигналом

Psychologies
Как отличить эмоциональный голод от настоящего – объясняет нутрициолог Как отличить эмоциональный голод от настоящего – объясняет нутрициолог

Как не дать себя обмануть эмоциональному голоду

Cosmopolitan
В индонезийском питомнике родился детеныш вымирающего суматранского носорога В индонезийском питомнике родился детеныш вымирающего суматранского носорога

Без разведения в неволе суматранские носороги обречены на исчезновение

N+1
Лётчик и юридический махинатор: 10 фактов о Гарри Гудини Лётчик и юридический махинатор: 10 фактов о Гарри Гудини

Хоть Гарри Гудини и умер почти столетие назад, его загадочность не стала меньше

Популярная механика
Время когерентности механического колебания превысило сто миллисекунд Время когерентности механического колебания превысило сто миллисекунд

Для перехода от классической картины мира к квантовой нужно несколько изменений

N+1
Онлайн-обучение не будет прежним: как искусственный интеллект изменит российские школы Онлайн-обучение не будет прежним: как искусственный интеллект изменит российские школы

Мы быстро привыкли к возможностям современных технологий

Популярная механика
Открыть в приложении