ПОГОНЯ ЗА НЕЙТРИНО
Ж. ЛЕВИ-ЛЕБЛОН
s О
X
ш
а са
О и
2 ш
ш О
а
Нейтрино, одна из самых замечательных и распространенных во Вселенной элементарны» частиц, очень похожа на частицы света — фотоны. Но если свет, играющий в нашей жизни колоссальную роль, можно видеть и глазом и приборами, то для нейтринного «света» мы сейчас абсолютно слепы. А если бы прозрели, то смогли бы беспрепятственно разглядывать глубины Земли, Солнца и даже далекие области Вселенной. За последние четыре года в разных странах были проведены эксперименты, ставшие первым шагом к овладению нейтринным «зрением». По сложности и масштабам (первая группа опытов велась на самых мощных ускорителях, а вторая — на дне самых глубоких в мире шахт) эти исследования занимают особое место в современной ядерной физике! Эксперименты такого рода готовятся и в Советском Союзе; наши ученые внесли выдающийся вклад в разработку теоретических проблем нейтринной физики.
Q необычных свойствах нейтрино, об истории изучения этой частицы рассказал недавно в журнале «Science Progres la Nature» французский физик Ж. Леви-Леблон. Мы печатаем реферат его статьи, сделанный В. И. Манько.
Большая и непрерывно пополняющаяся семья частиц, называемых элементарными, включает «личности» с крайне разными характерами. Некоторые из них — такие, как нуклоны или ^-мезоны, не упустят случая выставить себя напоказ, реагируя практически со всем, что встречается на их пути. Другие, наоборот, бесконечно скромны и незаметны. К ним как раз и относится нейтрино, о котором пойдет дальше речь. Эта частица, которую называют иногда «проходящей сквозь стены», могла бы беспрепятственно пересечь свинцовую плиту толщиной в 50 световых лет, но во всей В.селенной не найти твердого тела подобных размеров. Эта частица почти неуловима и в течение почти двадцати лет была лишь чисто теоретической величиной, призраком, измучившим ученых-физиков. Однако им все же удалось заставить его себя обнаружить.
ЗАГАДКА    ^-РАДИОАКТИВНОСТИ
Чтобы хорошо понять историю открытия нейтрино, вспомним далекие события, поло- • жившие    начало    всей     ядерной     физике.
В 1896 г. А. Беккерель обнаружил казавшееся необычайно странным явление: какие-то таинственные лучи, испускавшиеся солями урана, сообщали воздуху электропроводность и засвечивали фотопластинку, обернутую черной бумагой. Лучи испускались урановыми солями в любых условиях, вне зависимости от давления воздуха и температуры. Еще через два года Пьеру Кюри и Марии Склодовской-Кюри удалось выделить из урановой руды гораздо более сильные источники тех же лучей — новые химические элементы радий и полоний. Эти элементы (а вслед за ними — и другие с такими же свойствами} были названы радиоактивными.
Довольно быстро было установлено, что встречаются радиоактивные излучения трех видов: а (альфа), р (бета) и у (гамма). Альфа-лучи— это атомные ядра самого легкого благородного газа — гелия (ядра гелия называют также а-частицами); бета-излучение состоит из обычных электронов или из их античастиц — позитронов; а гамма-излучение— это просто частицы света, фотоны, только очень энергичные. Все три вида лучей были подвергнуты детальному исследованию. И тут оказалось, что ^-излучению свойственны   некоторые   странности.
Известно, что когда ядро урана теряет я -частицу (ядро гелия), то оно превращается в ядро другого элемента — тория:
 He4.
Ядра гелия и тория разлетаются, как проверено экспериментально, в противоположных направлениях — в соответствии с законом сохранения количества движения. Этот распад ядра урана на две части полностью идентичен вылету снаряда из пушки: снаряд (ядро гелия) улетает, а пушка (ядро тория) откатывается назад. Обратим внимание—] именно назад, а не вбок! Казалось бы, так] же должен выглядеть и р-распад, например] радиоактивного   изотопа   меди   Си64:
Си64^    №64  +    е+ медь       никель     позитрон
36

Тонкие и сложные эксперименты (их сложность прежде всего заключалась в том, что разница в массах ядер и позитронов очень велика: ядро никеля, например, в 1 СО 000 раз тяжелее позитрона) показали — в случае р-распада ядра отскакивают в основном   именно  вбок.
Кроме того, если при распаде урана все ядра гелия имели одну, строго фиксированную энергию, то позитроны при распаде меди наделены самыми разными энергиями — от нулевой до некоторой максимальной. Причем именно эту максимальную энергию должны были бы иметь по элементарному расчету, основанному на законе сохранения энергии, все позитроны. Получалось, что в ходе эксперимента часть энергии куда-то исчезала: ядра никеля и позитроны имели в сумме меньше энергии, чем ее было вначале  у   ядер  меди.
Такие странности обнаруживали ^-лучи, испускаемые любыми радиоактивными источниками.
Сначала физики не особенно тревожились, считая, что часть энергии теряется при столкновении 3-лучей с атомами окружаю- • щей среды. Но если это так, то вблизи источника излучения должна была бы повышаться температура, а точные колориметрические измерения показали, что тепла выделяется недостаточно, чтобы можно было объяснить наблюдаемый эффект. Тогда предположили, что в распаде участвует третья частица — фотон, который и уносит недостающую энергию. Но фотон был бы заметен, а его, сколько ни искали, так и не обнаружили. В отчаянии стали сомневаться в самом законе сохранения энергии! Но это было уже настоящим святотатством, и физики почувствовали, что почва колеблется у них под ногами. Ни один из случаев альфа- или гамма-радиоактивности таких сюрпризов   ученым  не   преподносил.
«ИЗОБРЕТЕНИЕ»  НЕЙТРИНО
. Вот тут-то в 1931 г. швейцарский физик В. Паули и предложил решить все наблюдаемые парадоксы, приняв, что недостающую энергию уносит какая-то неизвестная частица, которая в эксперименте просто не была замечена. В этом случае было понятно, почему ядра никеля отскакивают под углом к направлению полета позитрона и почему сами позитроны имеют неодинаковую энер
гию. Действительно, при распаде ядра наг три частицы энергия может неравномерно распределяться между продуктами распада, а направление их вылета тоже может быть разным. Гипотетическую частицу быстро окрестили «нейтрино», так как она обязательно должна была быть нейтральной, чтобы в реакции, как это и наблюдалось, сохранялся электрический заряд. Точные измерения энергии продуктов р-распада показали, что масса нейтрино, как и масса фотона, равна нулю, но от частицы света нейтрино отличается спином — величиной, определяющей некоторое внутреннее свойство частиц, от которого зависит, в частности, их взаимодействие с магнитным полем: у фотона он равен единице, а у нейтрино—'/2- Но главная отличительная черта новой частицы заключалась в том, как она взаимодействует с другими обитателями микромира.
Хорошо известно, что в микромире действуют три рода сил или взаимодействий: сильные, управляющие ^-распадами; электромагнитные, вызывающие Т-радиоактив- ность и слабые, отвечающие как раз за Р-распады. Реакции, обусловленные сильными и электромагнитными взаимодействиями, протекают во много раз быстрее тех, которые вызваны слабыми силами. Например, гамма-радиоактивное ядро живет всего 10 16 секунд, а бета-распад нейтрона на протон и электрон продолжается целых 10 минут. Так вот, для нейтрино оказалось характерным то, что оно не участвует ни в сильных, ни в электромагнитных взаимодействиях, а проявляет себя только в слабых. Именно потому эта частица совершенно свободно проникает сквозь любые преграды, просто не успевая прореагировать со встречными атомами. Десять тысяч миллиардов раз может пройти нейтрино через ядро свинца и только в одном случае оставит след, вызвав ядерную реакцию. Мы уже говорили, что понадобилась бы броня свинца, толщиной в десятки световых лет, чтобы остановить поток этих частиц. Сквозь тело каждого из нас в течение жизни проходят десятки тысяч миллиардов нейтрино солнечного происхождения, и мы этого совершенно   не   замечаем.
Слабость взаимодействия нейтрино с веществом делает вещество практически прозрачным для него. Легко понять, как трудно непосредственно    обнаружить    нейтрино —
37

ведь для этого нужно обязательно наблюдать реакцию, вызванную им! Поэтому казалось, что гипотеза Паули практически не поддается прямой экспериментальной проверке. Однако уже спустя год Э. Ферми удалось объяснить, исходя из свойств гипотетического нейтрино, многие закономерности, наблюдающиеся в экспериментах при Р -радиоактивности, а главное, была выведена формула, по которой совершенно точно рассчитывались энергии позитронов или электронов   в   любом    р-распаде.
Наконец, появилась еще одна интересная идея. Как мы знаем, в микромире наряду с частицами существуют и их античастицы. Почему же было не предположить, что есть античастица и у нейтрино? Это антинейтрино могло встречаться в тех случаях Ь-распада, при которых из радиоактивного ядра вылетает не позитрон, а его античастица — электрон.   Например:
П  -»•         р         4-        С~ нейтрон протон         электрон
 антинейтрино
А если все сказанное верно, то физикам все равно было, что искать: реакцию, вызванную нейтрино или антинейтрино. И та, и другая в одинаковой мере служила бы прямым подтверждением существования этой загадочной   частицы.
ЭКСПЕРИМЕНТ   ГОВОРИТ:   ДА
Из всех трудновоспроизводимых и редких реакций, вызываемых нейтрино или антинейтрино, самой подходящей для наблюдения оказалась реакция соединения антинейтрино с протоном с последующим распадом на нейтрон и позитрон: р 4 v —> п      е+
(Формула этой реакции легко выводится из уравнения [3 -распада нейтрона, о котором мы только что говорили). Уже примерно лет двадцать физики располагают достаточно мощными источниками антинейтрино, так как в «начинке» ядерных реакторов очень важную роль играют именно нейтроны, которые, как мы уже видели, испускают при распаде   потоки   антинейтрино.
Остановив выбор на какой-то реакции, нужно было решить не менее важную задачу— как будут детектированы, то есть пойманы и опознаны конечные продукты этой реакции — нейтрон и позитрон. И эта проблема была  решена.  Позитрон  выдает себя
38
Т-излучением, которое возникает при неизбежной аннигиляции этой частицы с первым же встречным электроном. Что же касается нейтронов, то решено было использовать свойство кадмия жадно поглощать их с одновременным испусканием фотонов.
Обнаружить гамма-кванты сравнительно нетрудно: эти лучи вызывают в особых жидкостях, называемых сцинтилляционными, вспышки видимого света, которые фиксируются специальными приборами — фотоумножителями. Сложность заключается только в том, что необходимо отличать вспышки, вызываемые реакцией соединения протонов с антинейтрино, от вспышек, вызванных иными причинами. Поэтому понадобилось защищать приборы от всех других частиц, которые могли присутствовать в окружающей среде — в так называемом фоне. Лишь в 1956 году американским физикам Ф. Райнису и С. Коуну удался этот ювелирный эксперимент. Через двадцать пять лет после того, как Паули «изобрел» нейтрино, эта частица обрела, наконец, осязаемую реальность.
...И  ДРУГИЕ  ЧАСТИЦЫ
Период между 1950 и 1960 годами оказался весьма «урожайным» для физики элементарных частиц. В это десятилетие было открыто много новых обитателей микромира. Но все вновь открытые частицы оказались нестабильными. В некоторых случаях их распад сопровождался испусканием электрона и демонстрировал тот же кажущийся парадокс — исчезающую энергию, которой прославилась Р -радиоактивность атомных ядер. Естественно, это наводило на мысль, что в таких реакциях может быть замешано нейтрино. К ^-распаду нейтрона оказались очень близки реакции распада А- и 2 -гиперонов, и их результат представлялся физикам   так:
Л" —> р -f- е- + \ 2+ -> Л" 4- е+ + v. тс-   и   К-мезоны   могут   дать:
7t+ —> от + v; К° -> г.+ + е" + v.
Фигурирующие в этих реакциях нейтрино имеют чисто гипотетический характер, прямо их еще никто не наблюдал, так как получить достаточно интенсивные пучки частиц А, Е или К пока невозможно. Впрочем, дальше мы увидим, что некоторые нейтрино,

испускаемые в реакциях этого типа, все-таки были   обнаружены.
ДВА  ТИПА  НЕЙТРИНО
Для исследований, о которых пойдет теперь речь, наиболее важным оказался факт ¦существования частицы, пока нами не упо- .мянутой. Это мюон ;*, примерно в 100 раз более тяжелый, чем электрон. Раньше его смешивали с t-мезоном, отсюда и происходит еще употребляющееся название мю- мезон. Между тем, это наименование глубоко ошибочно, так как мюон не участвует в сильных взаимодействиях и ничем не похож на "-мезон. С другой стороны, ничто, за ¦исключением массы, не отличает его от электрона. Как и электрон, мюон подчиняется только слабым и электромагнитным взаимодействиям. Это настоящий тяжелый электрон. Он появляется в тех же реакциях, что и обычный электрон, если для его рождения достаточно энергии. Например, наблюдают такой процесс, обусловленный слабыми силами:
Т.-        ->  |А-  +	V
Пи-мезон   мюон   антинейтрино
Давайте сравним эту реакцию с процессом fi-распада нейтрона, вызванного теми же  слабыми   силами:
Здесь антинейтрино ( v) образуется вместе с электроном. В случае же распада "-мезона антинейтрино находится в паре с мюоном.
Этот снимок фиксирует процесс распада тс-мезона
¦Сравнение этих двух весьма сходных процессов наводит на интересную мысль. Мюон, как известно, называют тяжелым электроном, но все же мюон и электрон — частицы разные. Не может ли быть так, что и те нейтрино, которые возникают в паре с мюоном, тоже не совсем идентичны нейтрино, образующимся в паре с электроном? Иными
словами, может быть, в природе существует не один сорт нейтрино и антинейтрино, а два?
Сама постановка этого вопроса казалась сначала странной, так как в течение многих лет у всех нейтрино, которые удалось наблюдать, отмечались одинаковые спины, нулевая масса, неизменное отсутствие электрического заряда, наконец, участие только в слабых взаимодействиях. Что же все-таки могло отличать один тип нейтрино от другого, если допустить существование обоих? Предположили, что существует какой-то особый заряд, который назвали мюонным, так как им обладает мюон — в отличие от электрона, который его лишен. Мюонный заряд, подобно электрическому, сохраняется во всех реакциях (иными словами, суммарный заряд частиц до реакции равен суммарному заряду продуктов реакции).
Гипотезу о существовании двух типов нейтрино, отличающихся мюонным зарядом, одними из первых выдвинули советские ученые академики М. А. Марков и Б. М. Понтекорво. Прямая проверка этой гипотезы заключалась бы в следующем. Предположим, у нас есть чистый пучок нейтрино, и мы точно знаем, что все частицы родились в паре с мюоном. Подставим под этот пучок какую-либо мишень, в которой могут происходить реакции мюонного нейтрино с нейтроном такого типа:
мюонное нейтрино
 нейтрон
1% I      +       п мюоннсе        нейтрон нейтрино
Р
протон
•  Р  +  е- протон  электрон
Одинаково ли вероятны обе реакции? Ответ на этот вопрос и будет проверкой гипотезы. И вот почему. Если мюонный заряд в природе существует, то первая реакция разрешена, так как в ней заряд слева равен заряду справа. Вторая же реакция будет запрещена, так как слева заряд в ней есть, а справа его нет. (В формулах присутствие или отсутствие зарядов не отмечено.) Значит, если в продуктах реакции будут обнаружены электроны — гипотеза неверна, и наоборот, отсутствие электронов докажет правоту  ученых.
Схема проверки была ясна. Оставалось только найти подходящие источники нейтрино.
39

1
11
i '
•••
J     j
1 1             I
•j
;
*
i
H 'H
J
* *
i
I
n
!
"1
i t
i.
*
-
t
!
i ¦ i
, i
1
| ¦
>
j
1
3
_
!
i
¦j

} H
В искровой камере легко отличить электрон от мюона. На этой фотографии многочисленные вспышки и протяженная траектория отмечают путь электрона, входящего в камеру справа (сравните с нижним снимком)
На этом снимке зафиксирована траектория мюона, входящего в искровую камеру слева. Она чиста и четко выражена, в отличие от следов, оставленных электроном на верхнем снимке
В 1960 году Т. Ли и Ч. Янг заметили, что самые мощные в мире ускорители в Брук хейвене (США) и Церне (Швейцария) позволяют получить пучки нейтрино такой интенсивности, что их можно детектировать (В 1967 г. под Серпуховом вступит в строй протонный ускоритель на 70 миллиардов электрон-вольт, который будет самым мощным в мире. На нем, в частности, планируется провести и опыты с нейтрино.— Ред.). Эксперименты, поставленные для проверки новой гипотезы, должны были быть чрезвычайно тонкими. Требовалось получить возможно более интенсивный и узкий пучок я -мезонов, затем устранить из него те ча
стицы, которые не успели распасться, и только при этом условии исследователи могли располагать чистым пучком нейтрино. Условия опыта делали необходимой особую защиту приборов, защиту, которую могли преодолеть только нейтрино. Нужен был и •детектор, который позволил бы с полной уверенностью отличать ядерные реакции с участием нейтрино от фоновых реакций, вызванных, например, космическими лучами... Первый эксперимент такого типа был поставлен в 1962 году в Брукхейвене. Чтобы дать представление о его масштабах, скажем, что искровая камера, в которой шла реакция,   была   защищена  от  всех  частиц.
40

кроме нейтрино, броней из стали толщиной 13,5 метров. В ходе эксперимента камеру пересекли почти 100000 миллиардов нейтрино и громадное большинство из них не оставило вообще никакого следа. Приборы зарегистрировали только 5 000 ядерных реакций. И большая их часть оказалась неинтересной, вызванной фоновыми событиями. После скрупулезного исследования полученных снимков экспериментаторы оставили всего 50 более или менее интересных фотографий. И все они, за исключением одного или двух снимков, интерпретация которых была сомнительна, показали следы мюонов, рожденных нейтрино, и не обнаружили никаких следов электрона. Выводы были ясными: в природе существует действительно два типа нейтрино!
Эксперимент того же типа, только более усовершенствованный и точный, был проведен затем и в Церне. Он полностью подтвердил полученные результаты и принес другие драгоценные сведения для физики слабых взаимодействий. Было уточнено, в частности, что если нейтрино ve, связанное с электроном, имеет нулевую массу, то сведения о массе мюонного нейтрино v^ (иногда называемого нейтретто) далеко не точны: известно только, что она меньше пяти электронных масс.
НА ПУТИ К НЕЙТРИННОМУ ЗРЕНИЮ
Нейтрино, которые исследовались в экспериментах, — искусственного происхождения. Однако сама природа производит эти частицы в невиданных масштабах. Громадное число вторичных нейтрино присутствует, например, в космических лучах, которые постоянно бомбардируют Землю. Мощные потоки мюонных нейтрино рождаются при распаде в земной атмосфере вторичных « -мезонов. Чтобы напасть на следы этих потоков, нужна колоссальная защита, способная задержать все другие частицы. Самый простой вариант — спуститься для наблюдений в глубокую шахту и использовать несколько тысяч метров скальной породы над головой как естественную защиту от помех. Среди множества нейтрино, ежесекундно пронизывающих землю, какое-то малое число прореагирует с протоном встречного ядра, рождая мюон, согласно уже описанной реакции. Попытки «поймать» нейтрино из космоса и сводятся, в конце концов, к регисТ"
рации именно этих мюонов с помощью сложного ансамбля счетчиков, расположенных на дне шахты. Чем большую площадь охватывают счетчики, тем больше шансов обнаружить   нейтрино.
Теорию экспериментов с космическими нейтрино разработали еще в 50-х годах академик М. А. Марков и его сотрудники. А совсем недавно такие эксперименты были проведены на самых глубоких в мире шахтах на территории Южной Африки и Индии. (Аналогичные эксперименты готовятся и в СССР.-Ред.).
В первом случае детектор счетчиков покрывал поверхность в 175 м2 и примерно за сто дней зарегистрировал 7 ядерных реакций, которые недвусмысленно можно интерпретировать как прохождение мюона, рожденного   нейтрино.
Помимо вторичных нейтрино, космические лучи несут с собой (в пропорции слишком малой, чтобы их детектировать в настоящее время) нейтрино внеземного происхождения. Известно, что энергия звезд рождается в сложных циклах ядерных реакций. Среди них фигурируют различные типы [3 -распада и другие слабые реакции, в процессе которых появляются нейтрино. При этом звезды теряют часть своей энергии в виде «нейтринного дыма», вырывающегося из этих исполинских ядерных печей. Считается, например, что нейтрино, рожденные Солнцем, уносят несколько процентов энергии нашего светила. А остальная ее часть испускается в хорошо известных нам формах— фотонов и другого электромагнитного излучения. Объем любого вещества на Земле, равный объему коробки спичек, каждый момент пронизывается примерно двадцатью нейтрино солнечного происхождения.
Астрофизики проявляют в последнее время все больший интерес к нейтрино: они предполагают, что это излучение становится чрезвычайно важным на некоторых стадиях звездной эволюции и составляет один из критических факторов, приводящих к таким гигантским катаклизмам, как взрыв сверхновых звезд. Не исключается также возможность, что большая часть полной энергии Вселенной приходится на кинетическую энергию невидимого, но присутствующего повсюду нейтринного газа. Интересно, что советский ученый академик Я. Б. Зельдович предложил  модель  возникновения Вселен-

ной, в которой главную роль играют нейтрино.
По сегодняшний день мы исследуем Вселенную с помощью телескопов и радиотелескопов. Но сколько ни усовершенствуй эти приборы, они могут дать информацию лишь о тех явлениях, которые происходят в тонких поверхностных слоях звезд, так как фотоны из более глубоких областей этих объектов Вселенной не доходят даже до их поверхности, и с сегодняшней техникой мы никогда не сможем увидеть эти глубинные процессы, даже разместив приборы на высочайших горных вершинах или на Луне.
Прогресс в детектировании нейтрино из космоса  открывает   новые   захватывающие
возможности в этом направлении. Ведь потоки этих частиц доходят к нам без помех из всех уголков Вселенной, из любых глубин звезд — надо только уметь «увидеть» этих космических посланцев. Нейтринная астрофизика возьмет на вооружение не те телескопы, которые мы стремимся поднять все выше и выше, а приборы, которые нужно опускать как можно глубже в землю. По существу, детектор, использованный в шахтах Африки и Индии и есть очень примитивный нейтринный телескоп будущего. Так проявляется связь физики бесконечно малого И бесконечно большого, которая уже сама па себе подчеркивает важность изучения неосязаемого   нейтрино.
НАШ КОММЕНТАРИИ
Статья французского физика Ж. Леви-Лебпона посвящена одной из наиболее загадочных элементарных (точнее их называть фундаментальными) частиц. Сама история теоретического «изобретения» и экспериментального открытия этой частицы, ласково названной физиками «нейтрино» (по-русски это звучало бы примерно как «нейтральненькая»|, похожа на увлекательный детектив, и с ней интересно познакомиться всем, кого интересует, какими путями приходит человеческая мысль к пониманию явлений, стоящих далеко вне границ нашего обычного, повседневного опыта и находящихся на пределе возможностей современной науки.
Нейтрино играет заметную роль не только в элементарных процессах взаимодействий и взаимных превращений фундаментальных частиц и атомных ядер, но и в сложнейших, мало изученных процессах, протекающих в звездах и в межзвездном пространстве. Наконец, невероятная способность нейтрино беспрепятственно проходить через любые преграды, непроницаемые для всех остальных частиц, супит им в будущем ропь важкейшего инструмента для исследования небесных теп и глубин Космоса.
Статья Леви-Лебпона написана живо, увлекательно и основательно;      но,      конечно,     популярная
статья, к тому же ограниченного объема, не может охватить всех вопросов, относящихся к физике нейтрино. Стараясь не выходить из круга вопросов и понятий, за- трокутых в статье, ограничимся несколькими комментариями к ней.
Современному читателю, слышавшему о том, что элементарных частиц не меньше, а, может быть, даже и больше, чем химических элементов, трудно представить себе всю смелость гипотезы Паули, объяснившего в конце 1930 года загадку бета-распада ядер существованием новой, дотоле неизвестной и неуловимой частицы. Только став на точку зрения физиков тех пет, поняв, что тогда было известно, а что — нет, какие тогда господствовали идеи, можно в полной мере оценить фантазию этого выдающегося теоретика. Во-первых, знания о строении и свойствах ядер были в то время крайне скудными. Только в 1932 году был открыт нейтрон и к 1933 году разработако представление о том, что ядра состоят из протонов и нейтронов. Во-вторых, не было известно, что существует максимальная энергия бета-электронов. И наконец, популярной и авторитетной была радикальная гипотеза знаменитого Нипьса Бора о нарушении закона сохранения энергии в отдельных актах бета- распада   ядер   (закон   сохранения
энергии при этом должен был выполняться пишь в среднем, для большого чиспа актов). Вот тогда и появилась гипотеза Паупи. Она смогла вытеснить гипотезу Бора только после экспериментального определения максимальной энергии бета-электрона и установления протонно-нейтроннои структуры   ядра.
Важнейшей характеристикой любой фундаментальной частицы служит ее масса. Уже в 1933 г. французский физик Ф. Перрен, исследуя распределение энергии бета-электронов, показал, что масса нейтрино очень мала или равна нупю, о чем и пишет Леви- Лебпон. С теоретической точки зрения считать массу нейтрино строго равной нупю очень привлекательно, однако, до сих пор прямого экспериментального подтверждения этой гипотезы нет. Сейчас можно утверждать только одно с достаточной уверенностью: масса нейтрино не превышает 1/2500 массы электрона.
В статье Леви-Лебпона несколько неточно рассказана интереснейшая история открытия мю- онкого нейтрино. Трудно согласиться с утверждением автора, что постановка вопроса о мюон- ном нейтрино сначала казалась странной. Напротив, это представлялось самым вероятным. Сразу после открытия мюона (в конце тридцатых годов)   было   введено

второе нейтрино, появляющееся в результате распада мюона. Тогда же эта частица была названа нейтретто. Но так как не было ясно, чем именно отличается нейтретто от нейтрино, физики- теоретики постепенно склонялись к мысли, что существует один- единственный тип нейтрино, т. е. что нейтрино, возникающие в различных реакциях, тождественны. Впоследствии это предположение приобрело силу предрассудка, так что, когда в конце пятидесятых годов три теоретика (советский физик М. А. Марков, японский физик К. Нишиджима и американский физик Ю. Швингер) вновь вернулись к идее о двух разных нейтрино, то их работы были встречены без всякого энтузиазма. Первоначально они исходили из чисто теоретической возможности существования двух нейтрино, однако, позже выяснилось, что существуют довольно веские экспериментальные основания для введения понятия мюонного заряда и двух типов нейтрино. Тогда-то известный        советский        физик
Б. М. Понтекорво и предложил реальный способ проверки этой гипотезы, который привел к окончательному    выяснению    вопроса.
В заключение — несколько слов о роли нейтрино в космологии и астрофизике. Космология пока еще во многом похожа на научную фантастику — в ней мирно сосуществуют конкурирующие и часто взаимно исключающие ДРУГ друга гипотезы. Во многих из них нейтрино играет если не главную, то очень существенную роль. Это в первую очередь, относится к гипотезам о происхождении Вселенной, высказанным в 1961—1963 гг. советскими учеными Б. М. Понтекорво, Я. А. Смо- родинскнм и Я. Б. Зельдовичем. Чтобы проверить их идеи, очень важно измерить плотность нейтрино и антинейтрино во Вселенной; работы в этом направлении сейчас   ведутся.
Возможно, испускание нейтрино важно для отвода энергии звезд. Это впервые отметили американские ученые Г. Гамов и М. Шенберг. Эти ученые предло
жили механизм образования нейтрино, — это захват электрона ядром, после которого происходит бета-распад и образуется нейтрино. Следующий важный шаг сделал Б. М. Понтекорво. Он показал, что в определенных условиях более существенно непосредственное образование нейтринно- антинейтринных пар при столкновении электронов с ядрами. Эти идеи разрабатываются сейчас многими советскими и зарубежными физиками, но с окончательными выводами пока не следует спешить.
Нейтринная астрофизика переживает свой младенческий возраст и пока трудно судить, во что она   вырастет.
Кандидат
физико-математических
наук
А. Т. ФИЛИППОВ,
Объединенный институт ядерных исследований
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
УДОБРЕНИЯ ХВАТАЕТ НАДОЛГО
Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности разрабатывает технологию промышленного производства медленно действующих мочевино-формаль- дегидных удобрений (МФУ|. Такие удобрения уже испытаны на -сероземных и луговых почвах под хлопчатник. Разового внесения годовой нормы МФУ пока еще недостаточно: его эффективность оказывается меньше, чем при обычном неоднократном внесении аммиачной селитры и мочевины. Но если внести при посеве в виде МФУ основную часть годовой нормы азота (100 кг на гектар| и провести лишь одну подкормку мочевиной или аммиачной селитрой в период цветения или бутонизации (из расчета 50 кг азота на гектар), то урожай хлопка-сырца получается выше, чем обычный, а созревание хлопка ускоряется на 1 недели. Таким образом, применение МФУ позволяет исключить
три подкормки азотными удобрениями, что для условий Средней Азии дает экономию до 2 млн. рублей.
ВЫХЛОПНЫЕ ГАЗЫ СТАНУТ ЧИЩЕ
Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания давно вызывают беспокойство у гигиенистов: в них содержатся разнообразные вредные вещества, от окиси углерода до канцерогенных углеводородов. Особенно велики связанные с этим неудобства при подземных работах.
В Институте химических наук АН Казахской ССР разработан жидкий катализатор, который при температуре 10—40' С полностью окисляет окись углерода, содержащуюся в количестве 0,01 — 3,00% в выхлопных газах подземного самоходного оборудования. Катализатор состоит из солей палладия, меди и железа. Ученые предложили также способ регенерации катализатора, позволяющий
непрерывно   использовать    его   в течение длительного времени.
Сейчас проводятся опытно-дорожные испытания палладиевого катализатора на 1000 двигателей.
И СНОВА — ТИТАН
В одном из предыдущих номеров журнала мы рассказывали о перспективах применения титана как конструкционного материала для сверхзвуковых самолетов. А в одном из американских научно- исследовательских институтов изучают возможности изготовления из титана двухслойных баков для ракетного топлива и окислителя, диаметром больше 3 метров. Гофрированный внутренний лист титана предполагается сваривать с гладким наружным листом методом горячей прокатки. Чтобы сохранить форму ребер и избежать прогиба листов, между ними вкладывают железные прокладки, которые потом растворяют химическим путем.
43