Знание-сила, 2005 № 08 (938) - страница 5
— Стенки детектора складываются из «кирпичей», которые состоят из многих слоев фотоэмульсий и свинца. Между «кирпичами» закладывается так называемая система целеуказания из разных детекторов-сцинтилляторов для измерения параметров образующихся продуктов реакции. Автоматика регистрирует факт такой сцинтилляции, оценивает, в каком именно из «кирпичей» произошло взаимодействие, и его из стенки вынимают. Затем проявляют все слои фотоэмульсии, просматривают их, измеряют параметры оставленных на них следов реакции и только после этого делают окончательный вывод о наблюдавшемся событии.
Всего в эксперименте задействовано 62 стенки из 206336 «кирпичей», в каждом из которых — 57 слоев фотоэмульсии. Просмотр одного «кирпича» на самых современных компьютерах и специализированном оборудовании будет занимать десятки часов. А вообще экспериментальная установка — это огромное и сложное сооружение размерами примерно 10x10x100 метров, вмещающее несколько систем регистрации для обнаружения тау-лептона. Для ловли нейтрино нужна большая и густая сеть.
— Что конкретно в этом эксперименте делают украинские и российские ученые?
— Совместно с харьковскими коллегами мы делаем расчеты и моделирование установки, изготавливаем регистрирующие элементы системы целеуказания, собираем модули системы, проверяем и устанавливаем их в Гран Сассо. Для эксперимента потребовалась новая технология изготовления пластмассовых сцинтилляторов, которая была разработана на Украине в кратчайшие сроки. Общеевропейский конкурс показал несомненное преимущество харьковчан, в результате чего Институт спинтилляционных материалов НАНУ и получил этот серьезный европейский заказ.
Предполагается, что сам эксперимент начнется в 2007 году. Список всех участвующих стран, институтов и людей можно найти в Интернете по адресу: http://operaweb.web.cern.ch.operaweb/collaboration/members.shtml.
— Допустим, ученые, участвующие в проекте OPERA, поймают нейтрино...
— OPERA — это не первый, но и далеко не последний проект для охоты за многоликим нейтрино. Впереди у физиков — поиск нейтрино от сверхновых звезд, изучение атмосферных нейтринных аномалий, исследование антинейтрино. Есть еще одна задача — обнаружить космическое нейтринное реликтовое излучение, которое несет информацию о Вселенной спустя всего 1 секунду после начала ее расширения. Для этого нужны новые и новые эксперименты.
Сцинтилляторы активно используются сейчас везде, где есть необходимость в высокоэффективных, точных и быстродействующих детекторах ионизирующего излучения, откуда бы оно ни исходило — из естественного или искусственного материала, из тела человека или глубин космоса. Это физика высоких энергий, ядерная медицина и атомная энергетика, химия, биология, геология, радиационный мониторинг среды, определение содержимого радионуклидов в пищевых продуктах, строительных материалах и так далее.
До сих пор в роли сцинтилляторов использовались в основном монокристаллы или обладающие соответственными свойствами жидкости. Сейчас на мировую авансцену вышла более дешевая пластмасса. В мире, в том числе в Харькове, разрабатываются технологии выращивания сцинтилляторов самых разных размеров и конфигурации — гибких, поликристаллических большой площади, комбинированных на основе «пленка-кристалл», с регулируемым распределением выхода света и так далее. Создаются все более универсальные и сложные научные экспериментальные установки с крупногабаритными детекторами типа «сэндвич», которые содержат несколько десятков тонн сцинтилляторов в виде листов. Стрипов, тайлов, блоков.
В зависимости от конкретного заказа образец должен выдерживать и различные параметры. Например, для одной задачи нужна механическая точность размеров, которая предполагает, что на 7 метрах длины погрешность должна составлять не более одной десятой миллиметра. А в экспериментах на ускорителях Дубны, где сцинтилляторы работают в мощных полях излучения, необходимое условие — радиационная стойкость.
Сейчас харьковчане владеют самым крупным в Европе производством сцинтилляторов на базе полистирола. В основу разработок положены ноу-хау и научно-технические разработки, приоритет которых защищен многочисленными патентами, свидетельствами на изобретение, научными публикациями. Часть работ фундаментального характера оплачивает государство, поскольку институт принадлежит Национальной академии наук Украины. Именно такая поддержка государства во многом помогает харьковским ученым стать полноправными участниками мирового рынка высоких технологий и зарабатывать на продаже сцинтилляторов.