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 сделать компост в домашних условиях: простые способы Как сделать компост в домашних условиях: простые способы

Как не тратить деньги на покупку компоста и с пользой утилизировать свои отходы?

Популярная механика
Как укрепить свою психику Как укрепить свою психику

7 способов, чтобы сохранить психическое здоровье и развить силу воли

Maxim
Почему галактики закручиваются в спирали: ученые изучили механизмы формирования звездных скоплений Почему галактики закручиваются в спирали: ученые изучили механизмы формирования звездных скоплений

Какие модели образования спиралевидных галактик выделяют учены?

ТехИнсайдер
Философия трудных времен: как стоицизм помогает справляться с неопределенностью Философия трудных времен: как стоицизм помогает справляться с неопределенностью

Какие стоические идеи и практики помогают жить в условиях стресса и тревоги

Forbes
Простой способ повысить психологическую устойчивость и настроиться на позитив Простой способ повысить психологическую устойчивость и настроиться на позитив

Одно упражнение для поддержания психологической устойчивости

Inc.
Вреднее, чем конфеты: 7 привычных продуктов, которые беспощадно портят наши зубы Вреднее, чем конфеты: 7 привычных продуктов, которые беспощадно портят наши зубы

Многие продукты вреднее для зубов, чем сладости

ТехИнсайдер
8 продуктов, которые стоит включить в рацион при «забитых» артериях 8 продуктов, которые стоит включить в рацион при «забитых» артериях

Их стоит есть почаще и для профилактики, и чтобы очистить пострадавшие сосуды

Популярная механика
7 книг, которые помогут сохранить психику, отношения и деньги в период турбулентности 7 книг, которые помогут сохранить психику, отношения и деньги в период турбулентности

Эти книги помогут успокоиться и вернуть себе душевное равновесие

Популярная механика
3 загадочные истории, которые заставляют поверить в путешествия во времени 3 загадочные истории, которые заставляют поверить в путешествия во времени

Таинственные истории, связанные с путешествиями во времени

Cosmopolitan
Обаятельная студентка: как выглядела Кейт Миддлтон, когда в нее влюбился принц Обаятельная студентка: как выглядела Кейт Миддлтон, когда в нее влюбился принц

Кейт познакомилась с принцем Уильямом во время учебы

VOICE
Женщины-ученые, изменившие мир: невероятные открытия неслабого пола Женщины-ученые, изменившие мир: невероятные открытия неслабого пола

Яркие представительницы научного сообщества, внесшие вклад в развитие науки

Популярная механика
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
Болезнь Брюса Уиллиса: что такое афазия и как с ней живут Болезнь Брюса Уиллиса: что такое афазия и как с ней живут

Что такое афазия, как её лечат и как меняется жизнь при этом диагнозе

РБК
Сонник: к чему снится измена мужа Сонник: к чему снится измена мужа

Некоторые вещи не хочется видеть даже во сне

Cosmopolitan
Ценные гектары Ценные гектары

Стоимость земель 20 крупнейших латифундистов России приблизилась к 1 трлн рублей

Forbes
Что такое ирга и в чем ее польза: главные факты Что такое ирга и в чем ее польза: главные факты

Ирга с легкостью может претендовать на звание суперфуда

РБК
Как нам выдерживать неопределенность Как нам выдерживать неопределенность

Как жить, если теряешь уверенность в завтрашнем дне?

Psychologies
Зависть и успех: полезно ли сравнивать свои достижения с чужими? Зависть и успех: полезно ли сравнивать свои достижения с чужими?

Мы неизбежно сравниваем себя с другими, из-за чего упускаем собственное счастье

Psychologies
Психология зла: почему так легко быть троллем и заниматься кибербуллингом Психология зла: почему так легко быть троллем и заниматься кибербуллингом

Отрывок из книги «Психология зла. Почему человек выбирает темную сторону»

Forbes
Лак вместо геля для бровей? 8 трюков визажистов, которые изменят твою жизнь Лак вместо геля для бровей? 8 трюков визажистов, которые изменят твою жизнь

Эти маленькие секреты макияжа способны кардинально изменить твою бьюти-рутину

VOICE
История лучшего советского микроавтобуса «Юность» История лучшего советского микроавтобуса «Юность»

При взгляде на микроавтобус «Юность» в душе просыпается гордость

Maxim
Солярий Солярий

Стоит ли пользоваться солярием? Взвешиваем все "за" и "против"

Здоровье
Какую обувь нельзя носить при плоскостопии Какую обувь нельзя носить при плоскостопии

Действительно ли неправильная обувь вызывает плоскостопие?

Популярная механика
«Паки, паки, иже херувимы»: переводим на русский все непонятные фразы из фильма «Иван Васильевич меняет профессию» «Паки, паки, иже херувимы»: переводим на русский все непонятные фразы из фильма «Иван Васильевич меняет профессию»

Гайдай в фильме сохранил выражения и слова на старославянском языке

Популярная механика
Гори, ясно? Гори, ясно?

Как загореться тем, что действительно важно, и не погаснуть

Harper's Bazaar
7 высказываний, которые приносят душевный покой 7 высказываний, которые приносят душевный покой

Психолог комментирует фразы, которые нелишне будет вспомнить в трудную минуту

Psychologies
5 изменений на коже, заметив которые, нужно обязательно обратиться к врачу 5 изменений на коже, заметив которые, нужно обязательно обратиться к врачу

Как кожа сигнализирует нам о заболеваниях?

Cosmopolitan
Как очистить Айфон перед продажей: подробная инструкция Как очистить Айфон перед продажей: подробная инструкция

Как правильно удалить данные с Айфона перед продажей?

CHIP
Русский костюм изнутри Русский костюм изнутри

«Бывает красота движения и красота покоя. Русский костюм — костюм покоя»

Seasons of life
Существует ли метеозависимость на самом деле? Мнение ученых Существует ли метеозависимость на самом деле? Мнение ученых

Метеозависимость: правда или миф

VOICE
Открыть в приложении