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.
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.
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.
«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