Глубинная связь: наука невозможного

      Комментарии к записи Глубинная связь: наука невозможного отключены

Глубинная связь: наука невозможного

    Одна из вероятных конструкций «Фабрики нейтрино» (Neutrino Factory) — каскад ускорителей, разгоняющих протоны до энергий порядка нескольких ГэВ и направляющих их на ртутную мишень чтобы получить пионы, каковые после этого распадаются на мюоны. Их разгоняют посредством другого каскада ускорителей до энергий в десятки ГэВ и направляют в накопительные кольца, где при распаде мюонов приобретают коллимированные нейтринные пучки.

Для передачи информации на борт субмарины в подводном положении употребляются диапазоны ОНЧ (низкие частоты, единицы кГц, у поверхности, до 50 бит/с) и КНЧ (очень низкие частоты, десятки Гц, на глубине, 1 бит в 60 секунд). По оценке Патрика Хьюбера из Виргинского политехнического университета (Virginia Tech), применение нейтрино разрешит повысить скорость передачи информации до 1−100 бит/с кроме того на громадных глубинах. Для приема информации необходимо будет оснастить подводную лодку детекторами мюонов либо сверхчувствительными фотодетекторами

В первый раз возможность передачи информации посредством нейтрино высказал во второй половине 60-ых годов XX века физик Мечислав Суботович в польском научном издании Postepy Techniki Jadrowej («Шаги ядерной техники»). В том же году вышел роман Станислава Лема «Голос неба», в базе сюжета которого лежит возможность нейтринной связи.

Несколько исследователей из Военно-морской исследовательской лаборатории, разместивших в 1977 году в издании Science статью «Сообщение посредством нейтринных лучей» (Telecommunication with Neutrino Beams), преследовала более приземленные цели. Правильнее, подводные, в частности — обеспечить сообщение с ядерными подводными лодками на боевом дежурстве. Действительно, уровень разработок того времени не разрешал реализовать подобную систему на практике.

Но с того времени эта мысль систематично всплывает на страницах научных изданий, не смотря на то, что возможности современных мюонных накопительных колец для генерации нейтринных пучков так же, как и прежде недостаточны для уверенной коммуникации. Быть может, что в будущем таким методом возможно будет достигнуть скорости передачи информации от 1 до 100 бит в секунду.

Сейчас обсуждаются и более экзотические проекты. К примеру, сфокусированным нейтринным лучом просвечивать толщу Почвы в отыскивании бункеров с ядерным оружием (а также дезактивировать его запасы). Утверждается, что для исполнения первой задачи потребуются пучки с энергией частиц в 10 ТэВ, для второй — порядка 1 ПэВ (1015 эВ).

Стоит ли упоминать, что и получение, и нацеливание таких пучков до тех пор пока находятся далеко за пределами новейших технологий.

Физик из Fermilab Стивен Парк по просьбе «ПМ» поведал о нескольких совсем уж фантастических нейтринных разработках: «В случае если мы захотим связаться с цивилизациями по другую сторону отечественной Галактики, то эту возможность нам смогут дать лишь нейтринные пучки. Имеется применения и на Земле: посредством нейтринного телефона возможно было бы передавать сообщения из америки и Европы в Китай, Австралию и японию на 15−20 миллисекунд стремительнее, чем по простым каналам, — напрямую через толщу Почвы, а не по кабелям либо спутниковой связи. Денежные брокеры, имей они в собственном эксклюзивном распоряжении подобную сообщение, имели возможность бы делать огромные деньги!»

Не смотря на то, что еще сравнительно не так давно казалось немыслимым, что нейтрино смогут отыскать использование на практике, на данный момент эта мысль уже не выглядит столь фантастически. В конце ХХ столетия показались детекторы, измеряющие с точностью до 1,5% плотность замечательных нейтринных потоков с энергий частиц порядка нескольких МэВ. Сердечники тепловыделяющих элементов в большинстве случаев изготовляют из урана и-235 смеси урана-238, каковые на протяжении цепных реакций деления испускают нейтроны и антинейтрино.

Ядра урана-238 поглощают нейтроны и преобразовываются в ядра плутония-239, каковые со своей стороны также вступают в цепную реакцию и опять-таки становятся источниками антинейтрино. Потому, что интенсивность выработки антинейтрино разными изотопами неодинакова, темпы генерации этих частиц изменяются с течением времени. Постоянный мониторинг плотности нейтринного потока позволяет делать выводы о концентрации работы и режиме реактора разных изотопов в его активном ядре.

Физики из Ливерморской лаборатории и национальной лаборатории «Сандиа» создали три умелых примера компактных детекторов антинейтрино. Их испытали на южнокалифорнийской ядерной электростанции San Onofre Nuclear Generating Station (SONGS). Эти счетчики регистрировали реакцию обратного бета-распада, благодаря которой несколько Коуэна и Рейнеса в первый раз экспериментально подтвердила догадку Паули.

Первый детектор SONGS1 вступил в воздействие в конце 2003 года. Он был заполнен веществом с высокой концентрацией водорода, к которому был добавлен гадолиний, делающий ту же роль, что и кадмий в опыте Коуэна и Рейнеса. Рожденные обратным бета-распадом позитроны аннигилировали с электронами, а сопутствующие нейтроны поглощал гадолиний. Эти реакции влекли за собой парные вспышки гамма-лучей.

Эти вспышки генерировались с промежутком в 30 микросекунд и регистрировались посредством фотоумножителей. Из 1017 антинейтрино, каждый день пронизывавших детектор, с протонами сцинтиллирующей жидкости сталкивалось всего 4000, и только 400 из них оставляли качественные «автографы». Установленные в 2007 году детекторы SONGS2 и SONGS3 также содержали гадолиний, но в первом трудился сцинтиллятор из жёсткого полимера, а во втором в этом качестве употреблялась сверхчистая вода.

Летом 2008 года детекторы демонтировали, и ученые взялись за анализ взятых результатов. На данный момент создатели этих установок вместе с сотрудниками Университета Чикаго разрабатывают нейтринные счетчики нового поколения на германии и аргоне. Два таких детектора планируется установить уже в этом году.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№89, март 2010).

Аюрведа — наука о жизни. Связь характера с болезнями. Часть 1 (Алексей Махов) — 02.06.2015


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: