Еженедельник
Объединенного института ядерных исследований
(Электронная версия с 1997 года)
Архив Содержание номера О газете На главную Фотогалерея KOI8

№ 44(3933) от 21 ноября 2008:

Версия № 44 в формате pdf (~5.4 Mb)

К юбилею Бруно Максимовича Понтекорво

От идей - до уникальных экспериментов

В Лаборатории ядерных проблем имени В.П.Джелепова 11 ноября прошел научный семинар по физике нейтрино, посвященный Бруно Максимовичу Понтекорво - выдающемуся ученому мирового масштаба, одному из главных основателей современной нейтринной физики, которому 22 августа исполнилось бы 95 лет.

Программа этого семинара была составлена таким образом, чтобы воочию продемонстрировать успешное воплощение в жизнь идеей Б.Понтекорво в Лаборатории ядерных проблем имени В.П.Джелепова.

В начале семинара С.М.Биленький - ближайший соратник и друг академика Понтекорво, много и плодотворно работавший с Бруно Максимовичем, напомнил аудитории, переполнившей конференц-зал, о выдающейся роли этого выдающегося ученого в становлении современной физики слабых взаимодействий и физики нейтрино (на фото). Особенно важно то, что это становление имело место как раз в стенах Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ, где Б.М.Понтекорво проработал с 1950 года до конца своей жизни (в 1993 году).

В частности, Самоил Михелевич отметил, что Бруно Понтекорво первым предложил практический метод детектирования нейтрино, которые до этого момента считались частицами, не поддающимися обнаружению в силу исключительной малости сечения их взаимодействия с веществом. Это был так называемый радиохимический хлор-аргонный метод, при котором хлор, поглощая нейтрино, превращается в аргон. Даже несколько атомов аргона можно выделить из большого объема хлор-содержащего вещества с помощью (опять же предложенного Б.Понтекорво) пропорционального специального низкофонового счетчика. Именно таким способом были впервые детектированы Р.Дэвисом солнечные нейтрино (Нобелевская премия 2002 года).

Работая в Канаде в 1947-1949 годах, Б.Понтекорво (вместе с Э.Хинксом) впервые исследовал распад мюона; осмысление этих экспериментов привело его к фундаментальной идее о -е универсальности слабых взаимодействий. В Дубне (1958-1959) Б.Понтекорво высказал предположение о возможности нейтринных ускорительных экспериментов. Он предложил эксперимент, который позволял ответить на вопрос: имеется ли различие между мюонным (то есть образующимся вместе с мюоном) и электронным (соответственно вместе с электроном) нейтрино. Такой эксперимент был выполнен в 1962 году в Брукхейвене, где и было доказано, что мюонное нейтрино не совпадает с электронным (Нобелевская премия 1988 года).

Без сомнения, нейтринные осцилляции - это наиболее выдающаяся идея Б. Понтекорво, разработке которой он посвятил много лет. Как известно, в 1958 году была создана и получила экспериментальное подтверждении теория двухкомпонентных нейтрино, в основе которой лежало представление об отсутствии у нейтрино массы. В контексте успеха теории двухкомпонентного нейтрино идея нейтринных осцилляций выглядела, как минимум, смелой и потребовала от автора немалого мужества для ее публикации. Тем не менее, Бруно верил, что нейтрино могут иметь пусть очень малые, но ненулевые массы и лептонное число может не сохраняться, а нейтрино смешиваться.

В 1967 году на базе идеи нейтринных осцилляций Б.Понтекорво "предсказал" так называемую проблему дефицита солнечных нейтрино. Он обосновал, а позднее Р.Дэвис обнаружил, что наблюдаемый поток нейтрино от Солнца должен быть вдвое слабее полного потока солнечных нейтрино. Потребовалось много лет и много усилий, чтобы крошечные массы нейтрино стали реальностью. Обнаружение нейтринных осцилляций - это триумф Бруно Понтекорво. В настоящее время его имя увековечено в названии матрицы смешивания нейтрино - матрица Понтекорво-Маки-Накагава-Саката.

В заключение своей лекции профессор Биленький отметил, что Бруно Понтекорво был настоящим ученым в самом классическом смысле этого слова, он искренне любил физику, он постоянно стремился познать истину, он постоянно "днем и ночью" думал о занимавшей его проблеме. Так было и с нейтрино. Несмотря на терзавшую его последние десять лет тяжелую болезнь, Бруно продолжал вести активный образ жизни и думать о физике. Можно только позавидовать самому С.М.Биленькому, которому, по его же словам, судьба предоставила прекрасную возможность работать вместе с Бруно Понтекорво и быть его другом на протяжении многих лет.

После профессора Биленького выступали сотрудники лаборатории Вера Коваленко, Дмитрий Медведев, Рупперт Лейтнер, Юрий Горнушкин, Кирилл Фоменко и Игорь Белолаптиков. Завершил обсуждение "нейтринных проблем" на этом семинаре ЛЯП Джиль Брунович Понтекорво.

В.Э.Коваленко рассказала о состоянии дел в эксперименте NEMO-3, задачей которого является поиск безнейтринного двойного бета-распада ядер молибдена-100 и селена-82, а также прецизионное исследование двухнейтринных мод двойного бета-распада ряда других изотопов. Как известно, в настоящее время именно безнейтринный двойной бета-распад является наиболее перспективным процессом с точки зрения прямого определения абсолютного масштаба нейтринных масс и установления майорановской природы нейтрино. В свое время Б.Понтекорво указывал на это в одной из своих работ. Далее В. Коваленко рассказала об участии ЛЯП в новом перспективном проекте "СуперNEMO", в котором планируется достигнуть точность определения эффективной массы нейтрино на уровне 0,06-0,1 эВ. Такого уровня точность будет иметь уже решающее значение в вопросе о природе нейтрино и характере их смешивания.

Другой молодой сотрудник ЛЯП Д.В.Медведев сделал доклад на тему о магнитном моменте нейтрино и попытках измерения этого важного электромагнитного нейтринного параметра в эксперименте GEMMA. Этот эксперимент уже несколько лет проводится на Калининской атомной станции сотрудниками ЛЯП под руководством В.Б.Бруданина. Полученные в эксперименте ограничения на величину магнитного момента нейтрино имеют рекордный уровень точности.

О новом реакторном эксперименте по исследованию нейтринных осцилляций "Проект Daya Bay", в котором участвует ЛЯП ОИЯИ, рассказал руководитель этого проекта от ОИЯИ Р.Лейтнер. Проект нацелен на прецизионное измерение важнейшего параметра нейтринных осцилляций, так называемого угла тета-1-3. Особая актуальность этого измерения определяется возможностью подойти к решению проблемы нарушения CP-четности в лептонном секторе частиц.

Ю.А.Горнушкин сделал доклад об участии ОИЯИ в другом, уже ускорительном, нейтринном эксперименте OPERA. Цель этого эксперимента - обнаружение тау-нейтрино, которые должны возникать в результате нейтринных осцилляций в пучке мюонных нейтрино. Эти мюонные нейтрино направляются из ЦЕРН в низкофоновую подземную лабораторию Гран-Сассо, где расположен специальным образом созданный с существенным участием ОИЯИ детектор OPERA.

Молодой сотрудник ЛЯП К.А.Фоменко рассказал далее об эксперименте BOREXINO и участии в нем сотрудников ОИЯИ. Как известно, после длительного этапа преодоления весьма сложных технических проблем детектор BOREXINO заработал и начал давать очень важные результаты по физике солнечных нейтрино. В частности, впервые в режиме реального времени было выполнено измерение солнечных нейтрино ниже порога естественной радиоактивности (4 МэВ). Получена новая оценка на магнитный момент нейтрино для солнечных нейтрино от бериллиевого источника. Помимо всего прочего, у этого эксперимента имеются весьма серьезные перспективы для регистрации антинейтрино (геонейтрино, реакторных, солнечных) и нейтрино и антинейтрино от вспышек сверхновых звезд и т.д. Группа ОИЯИ вносит весьма заметный вклад в этот эксперимент.

С докладом об эксперименте "Байкал" выступил И.А.Белолаптиков. В этом проекте ОИЯИ участвует с 1991 года и в настоящее время занимает в нем более чем заметное место. Основу эксперимента составляет нейтринный телескоп, расположенный на озере Байкал. С помощью этого прибора, использующего уникальную воду озера в качестве рабочего материала, исследуются природные потоки нейтрино высоких энергий, в том числе ведется поиск локальных космических источников нейтрино. Проводится также поиск магнитных монополей и частиц темной материи по продуктам аннигиляции в массивных астрономических объектах типа Солнца и Земли. Другая важная задача нейтринного телескопа - исследование диффузного потока нейтрино сверхвысоких (E>10 ТэВ) энергий. Особенно впечатляют перспективы развития этого эксперимента. Будет создана новая установка с рабочим объемом в кубический километр. Она позволит значительно увеличить чувствительность и получить новые данные. Следует напомнить, что Бруно Понтекорво придавал немалое значение вопросу о космических нейтрино и их роли во Вселенной.

О прямом измерении массы мюонного нейтрино рассказал Д.Б.Понтекорво (на фото). Анализируя фотографию единственного и уникального по топологии события распада пиона в стримерной камере, облучение которой происходило в 1985 году в рамках эксперимента PS179, коллаборации удалось чисто кинематически (зная импульсы пиона и мюона) оценить массу мюонного нейтрино на уровне не более 2,2 МэВ. Как показал Д.Б.Понтекорво, эта оценка до сих пор является самой правильной и точной. Историческая фотография этого события, благодаря Ю.А.Туманову, стала всемирно известной.

В заключительном слове директор ЛЯП А.Г.Ольшевский подчеркнул живую преемственность традиций лаборатории в сфере физики нейтрино - от Бруно Понтекорво и его идей до современных уникальных экспериментов, воплощающих эти идеи в жизнь. Он отметил, что Лаборатория ядерных проблем - единственная в ОИЯИ, где зародилась, успешно развивается и обещает новые важные результаты современная физика нейтрино. Нейтринная физика: поиск нейтринных осцилляций, двойного безнейтринного бета-распада ядер, определение электромагнитных свойств нейтрино, исследования солнечных и космических нейтрино, - все это, безусловно, создает уникальный образ Лаборатории ядерных проблем как внутри ОИЯИ, так и далеко за пределами нашего Института. Образ, который озарен талантом и гением прекрасного человека - Бруно Понтекорво.

Вадим БЕДНЯКОВ, фото Юрия ТУМАНОВА.


 Редакция Веб-мастер