Новости науки 11.12.01 Тяжелейшая авария на Супер-Камиоканде
Мы запоздали с этой новостью на месяц, но поскольку об этой тяжелой
и в некотором смысле уникальной аварии знают в основном лишь специалисты
по физике частиц, ее следует довести до более широкой аудитории.
12 ноября на крупнейшей в мире подземной установке для регистрации
нейтрино лопнул один из 11 тысяч фотоумножителей. Это вызвало разрушение
соседних фотоумножителей, пошла цепная реакция в результате которой
лопнули несколько тысяч штук. Установка надолго выведена из строя
и ее восстановление потребует огромных затрат и долгого времени.
Супер-Камиоканде представляет из себя огромный подземный резервуар
(цилиндр диаметром 39 и высотой 41 м), заполненый 50 тысячами тонн
сверхчистой водой. На стенках резервуара размещены 11 тысяч фотоумножителей,
"просматривающих" весь объем воды и регистрирующих черенковское
излучение частиц. Большая толща грунта над установкой защищает ее
от фона космических лучей, так что в объеме установки происходят
лишь редкие события из которых наиболее интересны те, что вызванны
солнечными или атмосферными нейтрино. В программе исследований также
поиск распада протона, регистрация нейтрино от взывов сверхновых,
ускорительных и астрофизических нейтрино.
Самый громкий результат, заявленный командой Супер-Камиоканде
- открытие осцилляций атмосферных нейтрино. Был выявлен недостаток
нейтрино, идущих снизу, т.е. рожденными с противоположной стороны
Земли по сравнению с нейтрино, рожденными в атмосфере с этой стороны
земного шара. Это может произойти за счет того, что по пути нейтрино
меняет свой тип - это и называется нейтринными осцилляциями. Продолжаются
споры о том, насколько чист этот результат от возможных методических
погрешностей, тем временем число цитирований статьи об открытии
осцилляций перевалило за 1000. Это то, что давно предсказано, давно
ищется и должно повлиять на картину физики частиц.
На поверхности воды резервуара Супер-Камиоканде. На потолке
- те же ФЭУ, что покрывают поверхность стен бассейна. Фотоумножитель
(ФЭУ) Супер-Камиоканде с механической точки зрения представляет
из себя откачанную колбу диаметром около полуметра. Внутри - довольно
дорогая начинка, каждый подобный ФЭУ стоит несколько тысяч долларов.
Расположены они почти вплотную друг к другу, чтобы собрать большую
часть света, падающего на стены резервуара. При разрушении колбы
в воде мгновенно образуется пузырь вакуума диаметром полметра, пузырь
схлопывается, что вызывает гидравлический удар, способный разрушить
соседние ФЭУ, те вызывают разрушение своих соседей и т.д.
Видимо такой цепной процесс попросту не был предусмотрен, потому
и случился. Это случилось после запланированной замены ряда фотоумножителей
при заполнени резервуара водой. Вероятно, первым схлопнулся один
из нижних. Лопнули большинство ФЭУ, из находившихся в воде глубже
метра, около 7 тысяч штук.. Те, что были близ поверхности и над
водой - уцелели. Снимок результатов аварии можно посмотреть
здесь, 270 K!. Поверхность воды находилась между 3 и 4 рядами
ФЭУ, если считать сверху.
Несмотря на тяжесть аварии, руководство Супер-Камиоканде намерено
восстановить установку. Прежде всего, они расчитывают возобновить
эксперимент "К2К" по регистрации нейтрино от пучка ускорителя, находящегося
за сотни километров и направленного на Супер-Камиоканде - это тоже
по части поисков нейтринных осцилляций. Для этого им хватит уцелевших
ФЭУ - надо перекрыть лишь одно направление. Затем продолжатся и
другие эксперименты, хотя и с меньшей чувствительностью. Для полного
восстановления (т.е. производства новых ФЭУ), вероятно, требуется
специальное решение о финансиировании (цена вопроса - десятки миллионов
долларов).
|