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 полюбить спорт и перестать насильно заставлять себя заниматься: научный подход Как полюбить спорт и перестать насильно заставлять себя заниматься: научный подход

Может ли обычный человек получать удовольствие от физических нагрузок?

Популярная механика
7 факторов, которые резко увеличивают уровень сахара в крови 7 факторов, которые резко увеличивают уровень сахара в крови

Даже если у вас нет диабета, будьте осторожны с этими продуктами и привычками

Популярная механика
Ученые наконец-то поняли, почему от красного вина болит голова Ученые наконец-то поняли, почему от красного вина болит голова

Какие компоненты красного вина вызывают у нас головную боль?

ТехИнсайдер
20 лет терпения, ревности и славы: история любви Пьехи и Броневицкого 20 лет терпения, ревности и славы: история любви Пьехи и Броневицкого

История Пьехи и Броневицкого: он изменял ей, а она молчала и терпела

Cosmopolitan
Историческая сага: 5 книг для ценителей масштабных историй Историческая сага: 5 книг для ценителей масштабных историй

Романы-саги, которые позволят рассмотреть мировые события с разных точек зрения

Maxim
Остудить землю Остудить землю

Самые распространенные направления геоинженерии

Вокруг света
Ошибка китайского магната Ошибка китайского магната

Как рискованные спекуляции взорвали рынок никеля

Эксперт
Все на булочке с кунжутом: 5 рецептов бургеров, которые можно приготовить дома Все на булочке с кунжутом: 5 рецептов бургеров, которые можно приготовить дома

Рецепты бургеров от шефов ресторанов

Esquire
Поколение Z Поколение Z

Яркая, веселая, открытая — такой оказалась Zivert

Cosmopolitan
Почему отношения после 40 могут стать счастливее Почему отношения после 40 могут стать счастливее

Настало время для новых романтических встреч и поиска своего счастья

Psychologies
Скрытые возможности «Ватсап», которые полезно знать каждому Скрытые возможности «Ватсап», которые полезно знать каждому

От Темной темы до режима «инкогнито» и сообщений самому себе

Maxim
Британский художник Мэт Коллишоу — о метавселенной и поведении птиц Британский художник Мэт Коллишоу — о метавселенной и поведении птиц

Художник Мэтом Коллишоу — как манипулирование связано с эволюцией

РБК
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
Сумчатых куниц уличили в поедании человечины Сумчатых куниц уличили в поедании человечины

Сумчатые куницы охотно кормятся человеческими останками

N+1
Как компания из Небраски помогает ФБР прослушивать пользователей Facebook и Google Как компания из Небраски помогает ФБР прослушивать пользователей Facebook и Google

Компания PenLink играет существенную роль в американской машине слежки

Forbes
Грязь под крышей мира Грязь под крышей мира

Что ждет Катманду в ближайшем будущем?

Вокруг света
Как общаться с трудными людьми: 11 правил диалога Как общаться с трудными людьми: 11 правил диалога

11 правил диалога, которые помогут вернуть контакт в общении с близкими

Psychologies
Выплывают расписные: почему современные королевы носят «кокошники» Выплывают расписные: почему современные королевы носят «кокошники»

Кокошники остались не только в музеях, но и в королевских сокровищницах

Cosmopolitan
6 редких качеств по-настоящему счастливых людей 6 редких качеств по-настоящему счастливых людей

Ключи от счастья существуют — это не сказка, а серьезные научные факты

Psychologies
«Видеть надежду среди безнадежности»: Эдит Эгер о том, как победить страх «Видеть надежду среди безнадежности»: Эдит Эгер о том, как победить страх

В 16 лет Эдит Эгер попала в Освенцим, потеряла там родителей, но выжила

Forbes
Ангельское число 666: что оно означает и почему его не нужно бояться Ангельское число 666: что оно означает и почему его не нужно бояться

Что означает число 666 и как действовать, если ты стала слишком часто его видеть

Cosmopolitan
11 правил хорошей смерти 11 правил хорошей смерти

Что мы можем сделать для того, чтобы завершить свою жизнь достойно?

Psychologies
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
Умные устройства следят за вами повсюду. Что с этим делать? Умные устройства следят за вами повсюду. Что с этим делать?

Вы когда-нибудь чувствовали тянущее ощущение, что кто-то наблюдает за вами?

Популярная механика
10 простых способов сделать квартиру по-настоящему стильной 10 простых способов сделать квартиру по-настоящему стильной

Как сделать интерьер по-настоящему стильным без оглядки на правила

Cosmopolitan
Россия собирается отправить на Марс «робота-кентавра» Россия собирается отправить на Марс «робота-кентавра»

Экспедицию на Красную планету Роскосмос планирует организовать самостоятельно

Популярная механика
Для самых нервных: может ли магний помочь при тревоге Для самых нервных: может ли магний помочь при тревоге

Как снизить уровень стресса, в котором ты находишься? Поможет ли магний?

Cosmopolitan
«Маленькая глупая прогулка»: привычка, которая оздоровит тело, душу и мозг «Маленькая глупая прогулка»: привычка, которая оздоровит тело, душу и мозг

Простейшее упражнение, которое по сути и упражнением-то не является

Cosmopolitan
Капитан из Кёпеника: как прусский мошенник-рецидивист стал народным героем Капитан из Кёпеника: как прусский мошенник-рецидивист стал народным героем

Фридрих Вильгельм Фойгт — вор-рецидивист, взявший в командование гвардейцев

Esquire
Туже? Только бы не хуже! Туже? Только бы не хуже!

Можно ли «вытопить» жир c боков или сузить талию, затянув себя в чудо-пояс?

Здоровье
Открыть в приложении