IceCube окончательно доказал реальность астрофизических нейтрино

Рис. 1. Схема нейтринного детектора IceCube

Рис. 1. Схема нейтринного детектора IceCube. 86 гирлянд, каждая с 60 фоточувствительными детекторами, размещены в толще антарктического льда на глубине от 1450 до 2450 метров, а на поверхности над ними расположен детектор космических лучей IceTop. Схема с сайта spiff.rit.edu

Физики давно знали, что разнообразные высокоэнергетические процессы, происходящие в глубоком космосе, должны сопровождаться испусканием нейтрино больших энергий. Долгое время такие нейтрино астрофизического происхождения зарегистрировать не удавалось, пока в прошлом году огромный нейтринный детектор IceCube не дал первые намеки на их обнаружение. Новая статья этой коллаборации, вышедшая на днях в архиве е-принтов, переводит эти намеки в ранг свершившегося открытия. Астрофизические нейтрино сверхвысокой энергии надежно обнаружены, их статистика неуклонно растет и уже позволяет начать изучение астрофизических процессов с новой, недоступной ранее стороны.

Астрофизические нейтрино

Среди всех элементарных частиц нейтрино стоят особняком. Несмотря на более чем полувековую историю их изучения, они до сих пор преподносят сюрпризы один за другим. Но кроме головной боли для теоретиков и экспериментаторов, нейтрино предоставляют физикам и новую уникальную возможность — наблюдать за астрофизическими процессами так, как это не удается сделать никакими иными способами.

Основной источник трудностей с изучением нейтрино заключается в их неуловимости. На нейтрино не действуют сильные ядерные взаимодействия и электромагнетизм. Нейтрино участвуют только в слабом взаимодействии. Из-за этого сечение рассеяния нейтрино очень мало и вероятность их детектирования ничтожна. Зарегистрировать нейтрино удается лишь тогда, когда под большой нейтринный поток подставляют огромный детектор. Вот тогда, несмотря на большую проникающую способность нейтрино, удается зарегистрировать за месяцы и годы несколько актов их столкновения с материалом детектора. Однако и этой горстки событий порой бывает достаточно для громких физических результатов.

Первые зарегистрированные нейтрино были «земными». Это были нейтрино, вылетающие из работающего ядерного реактора или образующиеся в ускорителях при распаде нестабильных элементарных частиц, например пи-мезонов. Затем были обнаружены солнечные нейтрино, которые испускаются во время «горения» ядерного топлива в центре Солнца, а также атмосферные нейтрино, рождающиеся в атмосфере при бомбардировке Земли космическими лучами высоких энергий (рис. 2). Изучение солнечных и атмосферных нейтрино сопровождалось загадками, которые были разрешены всего десятилетие назад и привели к открытию нейтринных осцилляций.

Рис. 2. Два типа нейтрино высоких энергий, попадающие в детектор

Рис. 2. Два типа нейтрино высоких энергий, попадающие в подземный (или подледный) детектор. Астрофизические нейтрино (слева) прилетают прямо из глубокого космоса и, столкнувшись с атомом вещества, порождают внутри детектора вспышку света. Атмосферные нейтрино (справа) образуются в верхней атмосфере после столкновения протона высокой энергии и образования вторичных частиц, одна из которых и распадается с испусканием нейтрино. Таких нейтрино очень много, но они не подходят для задач нейтринной астрофизики

Земные, атмосферные и солнечные нейтрино — это всё «родные», близкие нам нейтрино. Однако еще должны существовать и астрофизические нейтрино, рождающиеся где-то в глубоком космосе и прилетающие к нам издалека. Есть несколько возможных источников таких космических нейтрино (для их иллюстрации, кстати, отлично подходит рис. 1 из нашей новости про загадку космических позитронов). Главный из них — это те же самые объекты (например, пульсары и активные ядра галактик), в которых протоны и другие частицы космических лучей разгоняются до огромных энергий. Сталкиваясь с атомами окружающего вещества, эти протоны порождают множество адронов, в том числе и пи-мезонов, которые при своем распаде испускают нейтрино. Этот процесс напоминает рождение атмосферных нейтрино, как на рис. 2, с той лишь разницей, что происходит он не рядом с нами, а где-то в далекой галактике, и до нас долетает лишь слабое «нейтринное эхо» того процесса. Другой вариант рождения пи-мезонов — это столкновение космических лучей сверхвысоких энергий с фотонами микроволнового излучения, которое равномерно распределено по всей Вселенной. Обычно про это явление говорят лишь то, что оно не позволяет космическим протонам иметь слишком большую энергию (так называемый предел Грайзена — Зацепина — Кузьмина), но его неизбежным побочным эффектом является и нейтринный поток. Наконец, нейтрино могли бы образоваться и при распаде тяжелых частиц темной материи. Поскольку про темную материю пока что ничего не известно, кроме того что она существует, такой вариант распада остается гипотетическим. Однако если он реализуется, к нам должны со всех сторон прилетать и такие нейтрино, причем в особенности — из области сгущения темной материи.

Астрофизические нейтрино представляют собой принципиально новый инструмент для наблюдений за космосом, за теми высокоэнергетическими процессами, которые там происходят. В отличие от протонов, электронов и других частиц нейтрино не отклоняются магнитными и электрическими полями. Поэтому, определив направление прилета космического нейтрино, мы сразу же получаем направление на источник. В отличие от света и других форм электромагнитного излучения нейтрино ничем не поглощаются на своем пути, а значит, позволяют увидеть источник, скрытый от оптического наблюдения за толстой газопылевой завесой. В общем, наблюдение космоса в «нейтринных лучах» — заветная мечта современной астрофизики.

С астрофизическими нейтрино была только одна проблема — их до сих пор не получалось зарегистрировать. Именно это удалось сейчас сделать огромному нейтринному детектору IceCube, размещенному на Южном полюсе в антарктическом льду. Первые указания на то, что в данных IceCube действительно есть нейтрино астрофизического происхождения, появились в прошлом году — и тогда это стало одним из главных событий в физике за 2013 год. Сейчас, после обработки результатов трех лет работы детектора, эти намеки превратились в окончательно установленный факт: нейтрино космического происхождения существуют, надежно регистрируются и первые данные IceCube уже выявляют любопытные закономерности.

Детектор IceCube

Главная проблема с регистрацией нейтрино астрофизического происхождения состоит в том, что их мало, на порядки меньше, чем атмосферных и тем более солнечных нейтрино. К счастью, солнечные нейтрино обладают энергиями в несколько МэВ, и их легко отсечь, если повысить энергетический порог регистрации. С атмосферными нейтрино ситуация посложнее, но и тут есть предсказание, что с ростом энергии поток атмосферных нейтрино должен спадать быстрее, чем космических. Поэтому если подняться еще на несколько порядков по энергии и отбирать только нейтрино с энергией несколько десятков ТэВ (!) и выше, то тогда атмосферных нейтрино почти не останется, и можно будет впервые прощупать нейтрино астрофизического происхождения. Напомним, что энергия протонов на Большом адронном коллайдере составляет всего 7 ТэВ, а тут речь идет про нейтрино в десятки раз большей энергии.

Нейтрино с такой большой энергией оставит в детекторе очень яркий сигнал. Нейтрино словно ударяет с огромной силой по какому-то атому в рабочем объеме детектора. Это приводит к большому энерговыделению — рождению многочисленных фотонов и электрон-позитронных пар, свечение от которых регистрируется чувствительными датчиками света (фотоумножителями, ФЭУ). Условно говоря, от удара нейтрино материал детектора на мгновение вспыхивает ярким светом. Проблема только в том, что чем ярче эта вспышка, тем больше ее пространственный размер. Для энергий нейтрино в сотни ТэВ или даже ПэВ (1 ПэВ = 1000 ТэВ) этот размер составляет сотни метров. В маленький детектор такой сигнал просто не поместится! Поэтому для того, чтобы отличить нейтринные события с энергией 1 ПэВ и 1 ТэВ — то есть четко различать астрофизические и атмосферные нейтрино, — требуется установка размером порядка километра. Большой размер детектора нужен также и для того, чтобы повысить вероятность их регистрации. Если теоретические модели процессов рождения астрофизических нейтрино верны, при таких масштабах можно рассчитывать на поимку как минимум нескольких астрофических нейтрино в год.

Именно эти соображения лежали в основе проекта нейтринного детектора IceCube — гигантской установки, рабочим веществом которой служит кубический километр антарктического льда на Южном полюсе (рис. 1). Чувствительные фотоэлементы в IceCube организованы в виде гирлянд, которые спускались в свежепробуренные шахты на глубину до двух с половиной километров, где они быстро вмерзали в окружающий лед. IceCube состоит из 86 таких цепочек по 60 ФЭУ в каждой, а сами цепочки расположены на расстоянии 125 метров друг от друга. Кроме этого, в центре детектора есть небольшая область с более плотной «застройкой» (установка Deep Core), а сверху над IceCube расположен датчик космических лучей IceTop. Этот датчик позволяет отличить одиночное космическое нейтрино от нейтрино, рожденного в атмосфере: в первом случае мощный нейтринный сигнал внутри IceCube происходит в одиночестве, а во втором случае IceTop зафиксирует совпадающий по времени широкий ливень вторичных частиц (рис. 2, справа).

В начале 2000-х годов сооруженная там же, на Южном полюсе, установка AMANDA — предварительный прототип IceCube гораздо меньшего размера — убедительно показала, что антарктический лед действительно является удобной средой для регистрации нейтрино и что суровые условия работы на Южном полюсе — не помеха работе аппаратуры. Проект IceCube был окончательно одобрен в 2004 году и тогда же началось его сооружение. В течение нескольких лет бурились шахты, в них спускались новые цепочки ФЭУ и параллельно с этим велся набор первых данных. К концу 2010 года сооружение установки вместе с детектором космических лучей IceTop на поверхности было завершено, детектор достиг проектной чувствительности и началась охота за астрофизическими нейтрино.

Астрофизические результаты IceCube

Первой целью IceCube была регистрация максимально высокоэнергетических нейтрино, которые могли поместиться в его детекторе. Летом 2013 года коллаборация сообщила первый громкий результат: в данных первых двух лет работы было обнаружено целых два нейтринных события с энергией больше 1 ПэВ. Атмосферных нейтрино с такой энергией уже почти не должно было бы оставаться; вероятность того, что эти два нейтринных события были атмосферного, а не астрофизического происхождения, составляла меньше процента (статистическая значимость: 2,8σ). Однако для абсолютно надежного сообщения об открытии астрофизических нейтрино этих двух примеров было маловато.

Воодушевившись первым успехом, коллаборация решила спуститься вниз по энергии. В новом анализе, опубликованном в конце 2013 года, речь шла про нейтрино с энергией выше 30 ТэВ. Точнее, это ограничение относится к энерговыделению, зафиксированному детектором; энергия самого нейтрино могла бы и выше. В данных первых двух лет таких нейтрино было обнаружено 28. По теоретическим расчетам, чисто атмосферных нейтрино, а также событий, вызванных глубоко проникающими мюонами таких энергий, должно было быть от силы десяток-полтора. Таким образом, появилось серьезное указание на то, что IceCube «видит» настоящие астрофизические нейтрино. Статистическая значимость астрофизического сигнала выросла уже до 4σ. По критериям достоверности, принятым в физике элементарных частиц, это уже близко, но еще недостаточно для того, чтобы уверенно сообщать об открытии.

Надо сказать, что уже тогда мало кто сомневался в том, что IceCube действительно видит астрофизический нейтринный поток. На это указывало не только количество событий (28 против ожидаемого десятка), но и соотношение между типами нейтрино. Атмосферные нейтрино должны приходить преимущественно мюонные, а космические нейтрино должны быть распределены поровну между всеми тремя типами нейтрино — электронным, мюонным и тау-нейтрино. Детектор IceCube позволяет измерить долю мюонных нейтрино, и эта доля оказалась невелика, в согласии с космическим, но не с атмосферным их происхождением.

В новой статье коллаборации IceCube, появившейся на днях в архиве е-принтов, сделан последний шаг на пути к заветной цели — окончательному доказательству того, что установка действительно видит поток астрофизических нейтрино. Новые данные уже включают три года работы детектора — вплоть до мая 2013 года. Ограничения по энерговыделению в детекторе были те же, что и раньше: больше 30 ТэВ (рис. 3).

Рис. 3. Распределение зарегистрированных событий

Рис. 3. Распределение зарегистрированных событий по энергии (по горизонтали) и вертикальному углу прилета по отношению к уровню горизонта (по вертикали). Верхняя половина диаграммы отвечает нейтрино, прилетевшим из Северного полушария небесной сферы (из-под Земли), нижняя — из Южного полушария, без пролета сквозь Землю. Кружочками отмечены события без мюонного трека (и, как следствие, с плохим угловым разрешением), крестиками — с мюонным треком. Пустота в правой верхней части графика объясняется тем, что нейтрино слишком большой энергии уже не может пролететь сквозь Землю. Изображение из обсуждаемой статьи

Коллаборация сообщает, что в трехлетней статистике таких событий насчитывается уже 37, в то время как чисто атмосферных нейтрино должно было бы быть около 15–20. Вероятность того, что все эти события можно списать на атмосферные, стала исключительно мала, а это значит, что часть событий гарантированно астрофизического происхождения. Статистическая значимость этого утверждения составляет уже 5,7σ, и это означает, что астрофизические нейтрино окончательно открыты. Любопытно также отметить, что в новых данных присутствует событие с рекордной энергией 2 ПэВ (рис. 4).

Рис. 4. Нейтринное событие с энерговыделением 2 ПэВ

Рис. 4. Нейтринное событие с энерговыделением 2 ПэВ = 2000 ТэВ. Размер каждого кружка пропорционален энерговыделению в одном ФЭУ. Цвет кружка отвечает времени прихода светового сигнала в данных ФЭУ: более ранние вспышки отвечают красному цвету, более поздние — синему. Изображение из обсуждаемой статьи

В распределении данных по энергии, показанному на рис. 3, есть одна подозрительная особенность — это провал в области энергий 300–1000 ТэВ. Есть много событий с энергий меньше 300 ТэВ, есть три события с энергией выше 1000 ТэВ, а в промежутке — всего одно одинокое событие. Эта ситуация выглядит несколько странно, поскольку по теоретическим соображениям ожидается, что распределение событий по энергии будет более-менее плавным. Статистическая значимость провала пока невелика, но есть смысл поразмышлять уже сейчас, чему этот провал мог бы соответствовать.

IceCube не только регистрирует факт прихода нейтрино высокой энергии, но и способен примерно определить направление, с которого оно пришло. Правда, здесь есть два варианта. Если это было мюонное нейтрино, которое, столкнувшись с каким-то атомом вещества, превратилось в мюон, то этот мюон большой энергии оставляет четко различимый след — мюонный трек. Направление этого трека позволяет определить направление прилета нейтрино с точностью порядка одного градуса. Если же это было электронное нейтрино, или какое-то другое, но без мюонного трека, тогда направление прилета восстанавливается плохо, с погрешностью около 15 градусов. Тем не менее даже такая информация позволяет нанести каждое событие на карту неба и проверить, откуда эти нейтрино летят.

Первые наблюдения говорят о том, что источники более-менее изотропно разбросаны по небу (рис. 5). Кажется, что их намного меньше в Северном полушарии небесной сферы, чем в Южном, но причиной этого является не распределение самих источников, а лишь большое поглощение нейтрино в толще Земли. Обычно, подчеркивая огромную проникающую способность нейтрино, говорят, что они могут беспрепятственно пролетать сквозь Землю, однако это верно лишь для нейтрино умеренно больших энергий. При энергии в сотни ТэВ нейтрино уже начинает довольно хорошо поглощаться Землей, поэтому летящие с северного неба нейтрино просто не долетают до детектора.

Рис. 5. Распределение направления прилета высокоэнергетических нейтрино по небу

Рис. 5. Распределение направления прилета высокоэнергетических нейтрино по небу в галактических координатах. Центр карты отвечает центру нашей галактики, экватор показывает плоскость галактики. Каждое пятнышко отвечает одному событию, цветом показана вероятность того, что это событие может входить в кластер с другими. Знаком «+» показаны события без мюонного трека и плохим угловым разрешением, знаком «×» — события с мюонным треком и хорошим разрешением. Изображение из обсуждаемой статьи

Конечно, на рис. 5 бросается в глаза некоторое сгущение в центральной части карты, вблизи центра нашей Галактики. Пока что этому сгущению не надо придавать большого значения. Дело в том, что все события в этом скоплении обладают очень большой неопределенностью направления прилета (все эти события без мюонного трека). Поэтому при такой большой угловой неопределенности случайное совпадение нескольких событий в какой-то области неба вполне возможно. Но ситуация кардинально изменится, если будет обнаружен кластер из 2–3 совпадающих событий с мюонным треком. Пока таких совпадений не обнаружено. Но если на небе есть какой-то мощный точечный источник нейтрино, рано или поздно эта кластеризация проявится.

Планы на будущее

Итак, детектор IceCube достиг заветной цели — зарегистрировал нейтрино космического происхождения и тем самым положил начало экспериментальной нейтринной астрофизике. Набор данных продолжается, и спустя еще пару-тройку лет статистика станет достаточной для того, чтобы перейти от простого наблюдения к серьезному исследованию. Для теоретиков здесь есть пока что простор для гипотез; некоторые возможности теоретической интерпретации обсуждаются в недавнем докладе С. Троицкого (PDF, 2,7 Мб). Но серьезные указания в пользу того или иного предположения появятся только после накопления и обработки новых данных.

А что касается работы самой установки IceCube, то планы на будущее тут самые серьезные. Поскольку техника работает отлично и первая научная цель достигнута, можно задумываться и о постепенном расширении детектора. Чем больше объем рабочего вещества, тем больше будет темп набора данных. Ледниковый щит на Южном полюсе позволяет расширяться в стороны покуда хватит финансов. Более того, это расширение будет вовсе не таким затратным, как может показаться на первый взгляд. Дело в том, что антарктический лед на глубине 2 километра оказался более прозрачным, чем изначально предполагали специалисты: длина поглощения света на глубине свыше 2 км достигает порой 250 метров. Это значит, что, даже если гирлянды ФЭУ будут расставлены в более широкую решетку, с шагом в 300 метров против нынешних 125, это не слишком сильно скажется на чувствительности детектора: существенная часть света всё равно достигнет ФЭУ. Поэтому вполне возможно, что в новой версии IceCube удастся вдесятеро увеличить чувствительный объем при практически тех же финансовых вложениях. Такая модернизация превратит IceCube в прибор, через который не просто что-то видно, а в который удается тщательно рассмотреть космос в «нейтринных лучах».

Источник: IceCube Collaboration. Observation of High-Energy Astrophysical Neutrinos in Three Years of IceCube Data // е-принт arXiv:1405.5303 [astro-ph.HE].

Игорь Иванов


72
Показать комментарии (72)
Свернуть комментарии (72)

  • denis_73  | 27.05.2014 | 06:46 Ответить
    «Атмосферные нейтрино (справа) образуются в верхней атмосфере после столкновения протона высокой энергии и образования вторичных частиц, одна из которых и распадается с испусканием нейтрино».

    Возможно ли отличить астрофизические нейтрино от атмосферных по наличию других частиц, образовавшихся от столкновения протона, а от солнечных по направлению?
    Ответить
    • SysAdam > denis_73 | 27.05.2014 | 11:43 Ответить
      По моему предположению - нет. Просто других частиц просто нет. Ведь для чего детектор спрятали в недрах ледяного щита? Чтобы максимально избавиться от всех частиц, кроме нейтрино.
      И еще более серьезный аргумент. Скорость нейтрино - скорость света (говорят, подозревают, что есть масса у нейтрино, но строгих доказательств нет.) И поэтому массивные частицы по закону теории относительности очень быстро от нейтрино оставить. А так как мы не знаем, откуда прилетает нейтрино, то мы не знаем насколько массивные частицы отстанут от нейтрино по времени. А не зная задержку, практически нереально подтвердить корреляцию между разнесенными во времени событиями.
      Ответить
      • Игорь Иванов > SysAdam | 27.05.2014 | 13:28 Ответить
        При таких энергиях туда легко долетают мюоны, да и отставание от нейтрино совершенно мизерное. Поэтому атмосферное нейтрино высокой энергии может сопровождаться одновременным попаданием в IceCube и мюона — если конечно оно прилетело не из-под Земли и не слишком близко к горизонту. Вот это они отсеивать умеют. Но если сопровождающего мюона нет, а нейтрино прилетело более-менее сверху, то это может быть как космическое нейтрино, так и атмосферное, от которого мюон не попал в детектор. Поэтому приписать каждое конкретное событие астрофизическиму или атмосферному происхождению нельзя.
        Ответить
        • SysAdam > Игорь Иванов | 28.05.2014 | 06:04 Ответить
          Даже если прилетит с расстояния в несколько миллиардов световых лет отставание будет мизерным?
          Ответить
    • Игорь Иванов > denis_73 | 27.05.2014 | 13:24 Ответить
      Солнечные можно отрезать и по направлению, но это и не требуется — при таких энергиях ничего солнечного в принципе нет.

      Атмосферные в принципе-то отличать можно, т.к. они должны сопровождаться ливнем заряженных частиц, который в принципе можно заметить. Прежде всего, если одновременно с высокоэнергетическим нейтрино в детекторе есть также сильный сигнал от поверхностного детектора IceTop, то такое нейтрино скорее всего атмосферное.

      Но IceTop может и не зафиксировать особого сигнала от вторичных частиц просто потому, что первичное столкновение произошло где-то в атмосфере совсем сбоку от него. Тогда высокоэнергетическое нейтрино будет сопровождаться _небольшим_ сигналом в IceTop, а такой сигнал есть постоянно, поскольку космические лучи падают постоянно.

      В этой ситуации лучше всего использовать не IceTop, а сам IceCube. Если атмосферное нейтрино пришло не совсем близко к горизонту и не из-под земли, то оно должно сопровождаться высокоэнергетическими мюонами. Вот если IceCube их зафиксировал одновременно с нейтрино, то это скорее всего атмосферное.

      Эти два критерия позволяют опознать _явно атмосферное_ нейтрино, но не позволят отделить _все_ атмосферные нейтрино от космических. Поэтому такое жесткое разделение и не делается. Вместо этого считают просто все количество событий и оценивают, сколько должно было быть атмосферных.
      Ответить
  • willmore  | 27.05.2014 | 13:18 Ответить
    глядишь, лет через 20-30 реликтовые нейтрино будем изучать как сейчас изучаем микроволновый фон
    Ответить
    • Игорь Иванов > willmore | 27.05.2014 | 13:28 Ответить
      Хорошо бы, но для этого надо придумать какую-ниудь революционную технологию, т.к. они все очень низкоэнергетические (и сечение у них поэтому очень маленькое).
      Ответить
  • Depesha  | 27.05.2014 | 17:22 Ответить
    я конечно за науку
    но не понимаю зачем нужны _такие_ исследования, когда каждый день 840 миллионов человек ложатся спать голодными http://feedthefuture.gov/progress
    Ответить
    • feb7 > Depesha | 27.05.2014 | 18:14 Ответить
      А пенициллин нашли, представьте, на плесени. Случайно. Спасибо сэру Артуру Флеммингу, сколько человеческих жизней спас и спасает.
      Тоже скажете, не научное это дело - в плесени ковыряться, кому это нужно?

      Дело в том, что многие великие научные открытия делаются случайно. Случайно нашли реликтовое излучение вселенной. Случайно открыли отклонение магнитной стрелки протекающим по проводу током.

      Ищет тот, кто находит. Следовательно, если не искать - ничего не будет находиться. Следовательно, на науку деньги выделять необходимо.

      И! Обратите внимание - у голодных людей вовсе не наука хлеб отбирает.
      Наука как раз ищет, как людей накормить.

      А отбирает хлеб у людей некомпетентная система управления, которая находит более приоритетные направления инвестиций (например, дворцы на Багамах или Канарах).
      Ответить
      • Depesha > feb7 | 27.05.2014 | 18:33 Ответить
        не надо очевидные вещи тут расписывать, вы ломитесь в открытую дверь.

        я не ренегат какой-то, но я искренне не понимаю необходимости потратить сотни миллионов долларов, чтобы через несколько лет сказать "мы поймали три десятка нейтрино и теперь точно знаем, что мы можем ловить именно астрофизические нейтрино, а не только местные". Это просто какой-то бред и преступление. Никаким рассуждением вы не сможете оправдать, что деньги нужно было направить _именно_ _на_ _ловлю_ _этих_ _нейтрино_, а не на тот же поиск генных модификаций растений для роста урожайности (хотя это тоже был бы скорее всего распил безрезультатный). Вы не понимаете, что пока вы ловите эти нейтрино, умирают люди. Просто вас это не касается. Причем не просто какие-то там никому не интересные бедные людишки в Африке, а исчезают целые страны, ландшафты, экосистемы. И это докатится и до вас.
        ну это мы уже отклонились от темы
        Ответить
        • feb7 > Depesha | 27.05.2014 | 19:46 Ответить
          Решили затеять холливар?
          Люди умирают не от того, что кто-то ловит нейтрино, нет. Люди умирают от того, что деньги, которые необходимо тратить на создание рабочих мест в стране, чтобы упомянутые люди могли зарабатывать, тратятся на дворцы за рубежом. Или вам открытым текстом сказать, что воруют?
          Так вот, воруют, нагло, неприкрыто и без затей. Открывайте твиттер и читайте, как прищучили чиновника из московской мэрии. При этом он делает вид, что про собственность за рубежом "забыл".

          А деньги, которые потрачены на этот проект, таки потрачены на создание рабочих мест, кстати.
          Ответить
        • Serg12 > Depesha | 27.05.2014 | 20:43 Ответить
          Когда некоторые инженеры работали над созданием двигателя внутреннего сгорания, многие люди тоже говорили, что эти деньги и силы лучше потратить на покупку лошадей, чтобы вспахивать на них поля с урожаем, "Патамушта люди с голоду умирают!!!" (c).
          Если бы они так сделали и отказались от создания двигателя, то именно это и привело бы к смертям многих миллионов. А в итоге сейчас один человек на комбайне с ДВС собирает еды для сотни тысяч людей. И НИКТО не мог предсказать создание комбайна когда шла разработка двигателя. Люди умирали, а ученые тратили деньги на дурацкие железки вместо покупки лошадей, такие дела, да.
          Ответить
          • Depesha > Serg12 | 27.05.2014 | 20:55 Ответить
            вся эта логика работает, но только не в случае с этими нейтрино. Эти астро-нейтрино точно не нужно ловить, никакого сравнения с двигателем быть не может. Даже и статья целиком - сплошная вода, много слов про важность для теоретиков, а чем важно я так и не понял.
            Ответить
            • Serg12 > Depesha | 27.05.2014 | 21:16 Ответить
              "никакого сравнения с двигателем быть не может"

              До вас так и не дошло, что очень часто нельзя предсказать пользу открытия ДО этого открытия?

              Давайте возьмем другой пример: радиоактивность. Очень близкое сравнение с нейтрино. Когда изучали радиоактивность, никто не мог предсказать, для чего и зачем это нужно. А в итоге облучение растений радиацией позволило ускорить темпы мутаций и создать новые, более питательные фрукты и овощи и накормить тем самым больше людей.
              А ведь согласно вашей логике ученые не должны были исследовать радиоактивность, потому что они не знали тогда, что это поможет накормить людей.
              Ответить
              • Depesha > Serg12 | 27.05.2014 | 21:33 Ответить
                чем дальше эта дискуссия, тем более примитивные, приземленные примеры вы начинаете приводить. Предполагая низкий уровень оппонента, вы сами снижаете уровень дискуссии, сами опускаетесь на тот уровень, который приписали оппоненту. И в итоге начинаете использовать слабую аргументацию, которая окончательно хоронит вашу позицию.

                Это как в разговоре с детьми. Предполагая их недоразвитыми, начинаете с ними говорить птичьим языком. В результате вместо знаний передаёте им пустое лепетание. Свой авторитет теряете и детей ничему не учите.

                Не опускайтесь до аргументов типа "облучение растений радиацией позволило ... создать новые, более питательные фрукты и овощи". Вы выглядите нелепо.
                Ответить
                • SysAdam > Depesha | 28.05.2014 | 06:15 Ответить
                  Так, может, дело не в оппоненте, а в том, какие ассоциации Ваши сообщения вызвали у него?
                  Ответить
                • feb7 > Depesha | 28.05.2014 | 12:11 Ответить
                  Дружище Depesha, следует признать, что именно Вы дали старт этой дискуссии, выступив с весьма дремучим утверждением. Не удивляйтесь, что после вашего выступления (не одного меня возмутившего, видите) и отношение к Вам соответствующее.
                  Ответить
            • SysAdam > Depesha | 28.05.2014 | 06:10 Ответить
              А Вы что, господь бог, что знаете с чем сработает, а с чем не сработает?
              Ответить
        • SysAdam > Depesha | 28.05.2014 | 06:09 Ответить
          Умирают люди. Так бессмертных среди людей нет. Скажите, по Вашему как, смысл человечество в том, чтобы все люди жили максимально долго? Сожгем всю нефть, загадим и опустошим все леса и моря, но текущее поколение будет жить долго? Вот это цель?
          Ответить
    • awn-wgg > Depesha | 27.05.2014 | 21:03 Ответить
      Не посчитайте за циника, но если нечего есть, что же они плодятся, как тараканы? Их никогда не прокормить, если они занимаются сексом, чтобы о голоде забыть.
      Второе. Наука нужна, чтобы знать, как мир устроен. А значит знать, какие опасности нам грозят, и найти способы защиты. Есть несколько вариантов внезапной гибели нашей цивилизации, о которых известно, но нет средств защиты. Хотя бы та же самая апериодическая комета из пояса Койпера. Чем больше знаем, тем более защищены.
      И третье. Ещё при Брежневе в одной из газет была карикатура. Неандертальцы волоком тащат убитого мамонта. На обочине сидит ещё один, и делает колесо. И из толпы ему кричат: 'Хватит ерундой заниматься. А то есть не дадим'.
      Ответить
      • Depesha > awn-wgg | 27.05.2014 | 21:16 Ответить
        вы приводите примеры, с которыми я согласен. Еще раз - вы ломитесь в открытую дверь. Не надо очевидности здесь разжевывать.

        Я говорю только и исключительно про эти нейтрино. Убежден - конкретно эти эксперименты абсолютно бессмысленны. Статья тоже абсолютно не раскрывает, зачем такие эксперименты нужны, почему эти исследования должны быть в приоритете, например, по сравнению с запуском какого-нибудь нового орбитального оптического телескопа. Это абсолютно не ясно.

        Тот же бюджет NASA в условиях сокращения вынужден резать одни программы и сохранять другие. Отдайте деньги в NASA, если уж совсем некуда девать. Ну ловить эти нейтрино, чтобы самим себе доказать - вот словили нейтрино в 1ПэВ - это за пределами добра и зла.
        Ответить
        • awn-wgg > Depesha | 27.05.2014 | 22:47 Ответить
          А я не считаю это совершенно бессмысленным. Мы живём в электромагнитном мире. Но параллельно с ним существуют другие миры, которые с нашим почти не взаимодействуют. Их изучение позволяет узнать, как на самом деле мир устроен. Меня удивляет, что никто из физиков не обратил внимание на феномен осьминога Пауля на ЧМ2010 по футболу. 10 правильных предсказаний из 10ти - это 1 шанс из 1024. И дело не в футболе, и не в осьминоге. Это может указывать на то, что будущее существует. Мы трёхмерный срез чего-то с большей размерностью и наше время - одно из его измерений. Возможен ли такой вариант устройства мира? Или что-то в этом роде? Если существуют достоверные предсказания, возможно будущее каким-то совершенно непонятным образом доступно? Кто может сказать, на что надо тратить деньги в первую очередь, а но что во вторую. И Конгресс США - это худший пример. Там в основгом сидят беспринципные проходимцы, которых интересует своя выгода, выгоды для США. На большее у них ума не хватает.
          Ответить
          • Depesha > awn-wgg | 27.05.2014 | 23:19 Ответить
            про американцев вы очень сильно заблуждаетесь, увы

            про феномен Пауля: где-то я с вами согласен, но это не отменяет факта: пока мы живем в мире с деньгами и ограниченными ресурсами, нам всегда придется решать вопросы приоритетов. Поэтому сама по себе постановка вопроса "почему мы должны финансировать именно эти нейтрино" не только обоснованна, но и неизбежна. И вот именно на этот вопрос я лично даю резко отрицательный ответ - не должны мы тратить деньги на ловлю этих нейтрино, маловероятно, что это имеет какой-то смысл сейчас, имеются более важные направления.
            Ответить
            • wwento > Depesha | 27.05.2014 | 23:44 Ответить
              Не, ну конечно потрать деньги на ликвидацию 840 миллионов голодающих нигеров, было бы полезней.
              Один раз большой "бух", и 840 миллионов генетического мусора больше не мучаются.
              Гуманизм, чо. Я за.
              Ответить
              • awn-wgg > wwento | 28.05.2014 | 12:30 Ответить
                Зачем выдумывать. Разве я писал, что надо кого-то убивать? Это ваши мысли. Я писал о том, что как только их накормишь, они тут же займутся сексом, и через год их снова станет больше, чем еды.
                Ответить
                • wwento > awn-wgg | 28.05.2014 | 13:58 Ответить
                  Так это же я не вам. Это я немножко подстебнул Депешу.
                  С вами я совершенно согласен.

                  Ну кроме может быть, вопроса о существовании будущего.
                  Я вообще с крайним сомнением, мягко выражаясь, отношусь к всяким малодоказанным и почти религиозным физическим теориям. В том числе к теориям Эйнштейна, к теориям одновременного существования всяких там квантов во множестве точек одновременно, и прочим тёмноэнергетическим теориям.
                  Ответить
                  • SysAdam > wwento | 29.05.2014 | 12:10 Ответить
                    Знаете, это Ваше крайнее сомнение в физических теориях носит религиозный характер. Вот православие мне по нраву, а католичество - кака. Безо всякой логике, все на уровне эмоций.
                    А ученые на последнее место ставят то, нравится им теория, или нет. Их интересует максимальная простота теории, при максимуме предсказаний последствий с современными требованиями к точности. Возрастет точность, и предсказания не будут давать необходимую точность: масса ученых с удовольствием займется поиском новых теорий, обеспечивающих требуемую точность в расчетах.
                    Ни один настоящий ученый религиозных чувств к теориям не испытывает. Да и с чего? Ведь они плоды и его усилий.
                    Ну, а для верующих Бох - это что-то сверхестественное.Дед Мороз для взрослых. Наказывает непослушных мальчиков и девочек, и раздает плюшки тем, кто хорошо себя вел. Инфантилизм - это тот путь, по которому пошли далекие предки человека.
                    Ответить
                  • Игорь Иванов > wwento | 30.05.2014 | 13:30 Ответить
                    Предупреждение wwento: вы, видимо, подумали, что комментарии к новостям на «Элементах» — это какой-то чатик, где можно писать что угодно и как угодно. Это не так. Вот есть правила модерации комментариев к моим новостям http://igorivanov.blogspot.com/p/elementy-comments.html. Вкратце: откровенная пропаганда лженаучных взглядов — а также сопровождающие их крики «Стирают! Душат! Инквизиция!» — удаляются, не говоря уж об откровенном хамстве или сворачивании на политические темы.
                    Ответить
            • SysAdam > Depesha | 28.05.2014 | 06:28 Ответить
              Заработайте деньги, и давайте их на то, что по Вашему является более важным. Люди проводят этот эксперимент на полученные гранты. Грантодатели знали на что дают деньги, и следовательно, с их точки зрения эти исследования важны. Так что не волнуйтесь, новопассита там попейте, и идите зарабатывать деньги на важнейшие проекты. Можно в Африке.
              Ответить
            • feb7 > Depesha | 30.05.2014 | 13:56 Ответить
              К счастью для этого проекта, японцы на ваш вопрос ответили иначе, и все-таки проект профинансировали.
              Кстати, рекомендую подать на них в суд - почему это они не кормят голодающих, а взамен вморозили в лед какие-то неправославные датчики, да еще (подумать только!) имеют наглость получать с них данные!

              Вот будет покатуха.
              Ответить
    • denis_73 > Depesha | 27.05.2014 | 21:51 Ответить
      http://igorivanov.blogspot.ru/2009/05/useful.html
      «О практической пользе науки»

      http://igorivanov.blogspot.ru/2009/05/hep-ph-cond-mat.html
      «Практическая польза от теоретической физики элементарных частиц»
      Ответить
      • Depesha > denis_73 | 27.05.2014 | 22:01 Ответить
        ну это опять уровень аргументации для тупых, типа "О пользе науки для чайников". Это правильная аргументация, но она настолько примитивная, что если вы с такими аргументами захотите выступить в комитете Сената США по науке в защиту каких-то ассигнований, то вас просто выпрут за дверь и не дадут вам ничего. Не считайте всех вокруг глупее себя. Я с Игорем полностью согласен в выводах, но считаю, что он использует слишком приземленные аргументы для быдла. Здесь всё-таки публика поумнее. Уважайте собеседников, не подозревайте их в пещерной тупости, окей? И в малейшей критике научных приоритетов не надо видеть "отрицание фундаментальной науки". Иначе получается как у Serg12 выше: "облучение растений радиацией позволило ... создать новые, более питательные фрукты и овощи". Это просто нелепо и оскорбляет всё научное сообщество. Если науку нужно продолжать финансировать для "питательных фруктов и овощей", тогда действительно такой науке конец. Не позорьтесь!
        Ответить
    • EnigMan > Depesha | 27.05.2014 | 23:57 Ответить
      Посмотрите на свой вопрос с другой стороны. Если бы все и всегда руководствовались именно таким принципом, то в конечном счете человек так и остался бы в каменном веке в непрерывной борьбе за выживание со своими примитивными орудиями.
      Не понятны придирки именно к науке. В мире тратится куда больше средств на армии, госаппараты и прочие ненужные вещи. Общество потребления тратит огромные средства на бесполезные гаджеты, на создание новых потребностей с последующим их удовлетворением, а деньги надо отобрать именно у науки?
      Ответить
      • Depesha > EnigMan | 28.05.2014 | 00:30 Ответить
        Это не придирки к науке, сколько можно объяснять. Прочитайте здесь все мои посты, если хотите покритиковать мою точку зрения.

        Я лишь и только утверждаю, что конкретно этот эксперимент является полной ахинеей и просиранием средств. Есть миллион других замечательных научных программ, куда деньги следовало бы направить в первую очередь. Тот же спускаемый аппарат в подледный океан Европы или Энцелада, спускаемый аппарат в углеводородные озера Титана, второй экземпляр Джеймса Вебба - это только если брать темы, близкие к космосу или астрономии, на вскидку.

        И если сами "якобы ученые" не в состоянии свои приоритеты сформулировать или защитить, то значит будут тупые политики за вас решать. Вот и будет вам вечная реформа РАН!

        А ссылка из моего самого первого поста была очень крутая. Уверен, никто даже не попытался вникнуть в тот кошмар, который там скурпулезно собран и систематизирован. И решение проблемы этих 840 миллионов - это тоже научная проблема. Не хотите её решать - они порешают вас в один прекрасный день. Всё свели к каким-то расистским насмешкам. Но не смешно.
        Ответить
        • a_b > Depesha | 28.05.2014 | 08:32 Ответить
          Под _каждый_ эксперимент пишется научное обоснование, иначе не получить денег. Даю гарантию, что обоснование _этого_ эксперимента Вы не изучали. Мало того, Вы не изучали научное обоснование LHC, но позволяете себе его критику, обывательскую, с кондачка. И еще жалуетесь на уровень аргументации оппонентов.

          "который там скурпулезно собран и систематизирован"
          Собран и систематизирован, простите, _кем_? Уж не учеными ли?
          Значит, проблемой занимаются?
          И Вы знаете, что очевидного решения ее нет, что простая раздача денег ничего не решит.
          Ответить
        • velimudr > Depesha | 28.05.2014 | 11:38 Ответить
          Одним из применений результатов данных исследований может стать появление нейтринной астрономии. А это будет покруче, чем все оптические телескопы... Ибо, скажем, свет несет информацию с видимой поверхности солнца или другой иной звезды, а нейтрино - аккурат из ее ядра. Нейтрино не задерживается облаками пыли и т.п. Если вы этого в статье не увидели - ваши проблемы.
          Ответить
          • barmalini > velimudr | 04.06.2014 | 23:19 Ответить
            А вот про нейтринную астрономию как-то неубедительно. Представьте себе, что оптическая астрономия научилась получать сто фотонов в год. Или гулять, так гулять - тысячу фотонов, и бонус, для каждого точно известно направление прилета. Очень трудно представить, во что развилась бы такая астрономия, но уж точно не в сегодняшнюю ее форму.
            Ответить
            • velimudr > barmalini | 05.06.2014 | 06:17 Ответить
              Ни во что принципиально новое оптическая астрономия не выльется. Фотоны по-прежнему будут испускаться поверхностями звезд, поглощаться пылью и т.п. А нейтрино, скажем, испускаются непосредственно из ядер звезд, где идут термоядерные реакции, унося с собой непосредственные данные о происходящих там процессах.
              Ответить
              • barmalini > velimudr | 05.06.2014 | 11:19 Ответить
                Понимаю, что первая аналогия не сработала. Скажу иначе: Запустите на компьютере любой фильм или игру. Выделите на экране произвольный пиксель. Контролируйте значение этого пикселя один раз в минуту.
                Через сколько времени непрерывных наблюдений вы будете готовы вкратце пересказать содержание фильма?
                Вот примерно так, не умаляя его важности, но и не преувеличивая, выглядит процесс изучения ядер звезд с помощью нейтрино.
                Ответить
                • Baxxx > barmalini | 05.06.2014 | 22:52 Ответить
                  Аналогии так называются благодаря тому что они что-то описывают (в частности разнородные явления) без особых отклонений от реальности. А у Вас просто шикарные примеры) Отвечу кратко: Ваша аналогия не верна, не соответствует исходной задаче, так приводить ее в пример в таком вот виде не шибко хорошая идея.
                  Ответить
                  • barmalini > Baxxx | 06.06.2014 | 10:31 Ответить
                    Я не очень рад найти здесь краткость, давайте, не скромничайте, выпускайте ее брата.
                    Пример: Есть у меня пяток нейтрино, клевые, мощные, и о чудо, я знаю откуда они прилетели (+-1 градус). На их пути, в любой момент, можно обнаружить сто галактик и тысячу звезд.

                    Я хочу разобраться, как можно определить, из какой из звезд, расположенных в этом секторе прилетели нейтрино.
                    Все, что я могу объективно сказать - я знаю направление и энергию, исходя из этого: оно из какой-то звезды, далеко-далеко. Но я даже расстояние не могу ограничить, ему может быть миллион лет и с таким же успехом миллиард: И здесь начинается интересное - миллион лет назад там была одна звезда, а миллиард - совсем другая. Какой припишем?
                    Буду рад услышать ваши мысли на этот счет, а то у меня сейчас вопросов сильно больше чем ответов.
                    Ответить
        • EnigMan > Depesha | 28.05.2014 | 22:07 Ответить
          Этот эксперимент ничем не хуже БАК, телескопа Хаббла, поиска экстрасолнечных планет, упомянутых экспедиций к Марсу, Европе, Энцеладу и иже с ними. Ни один из этих экспериментов в ближайшие десятилетия не способен накормить и напоить миллионы страждущих. Так что за претензии к Ice Cube?
          Ответить
    • Rattus > Depesha | 28.05.2014 | 12:16 Ответить
      Ви так говорите, будто естественная регуляция количества особей вида млекопитающих с текущей численностью более 7 млрд. (и растущей) - это что-то плохое.
      Ответить
    • rez cebov > Depesha | 02.06.2014 | 22:10 Ответить
      Исследования нейтрино чрезвычайно важны для человечества. Поистине, «укрощение» этой едва уловимой частицы открывает безграничные возможности человечеству которые могут превзойти даже эффекты от «укрощения» фотона и электрона.
      Тёмная материя – считается что нейтрино обладает некой массой и есть небезосновательные теории что именно нейтрино отвечает за скрытую массу Вселенной. Дальнейшее исследования помогут ответить на многие фундаментальные вопросы о строении мира (мечта астрофизика).
      Нейтринный телескоп – нейтрино рождаются звездами, радиоативным распадом или ядерными реакциями, космическими лучами и пр. к тому же материя абсолютно прозрачна для нейтрино и вот вам, пожалуйста: новый, уникальный и мощнейший инструмент для изучения глубокого космоса, а также и нашего Солнца (мечта астронома).
      Нейтринный измеритель состава Земли – наша планета тоже является источником нейтрино и измерения потоков этих нейтрино, теоретически дает возможность изучить внутренний состав, плотность и другие характеристики Земли (мечта геофизика).
      А ядерщики как мечтают о нейтрино:)
      Ответить
      • rez cebov > rez cebov | 02.06.2014 | 22:18 Ответить
        «Проблема» нейтрино в том, что оно участвует только в слабом и возможно гравитационном взаимодействиях и поэтому очень редко и слабо взаимодействует с веществом и это ведет к построению таких огромных детекторов как IceCube. НО…
        НО, ЧИСТО ГИПОТЕТИЧЕСКИ, нет никаких теоретических предпосылок о невозможности создания такой среды в которой можно было бы укоротить длину свободного пробега нейтрино (т. е. расстояния до столкновения или взаимодействия с какой-либо частицей) по аналогии с установками по уменьшению скорости света. Достоверно известны установки «замедляющие» свет в более чем 5 млн. раз.
        Предположим, что после досконального изучения нейтрино удастся открыть (разработать/придумать) такую среду (установку/прибор) в которой при помощи квантовых эффектов можно «замедлить» нейтрино в миллионы раз. Это привело бы к уменьшению детекторов для регистрации нейтрино на порядки, а количество событий в таких детекторах увеличилось бы с десятков в год до десятков тысяч в день!
        Но и это не всё. Идем ещё дальше. Уже сегодня есть теоретическая возможность создания искусственного генератора нейтрино, а вкупе с нашим гипотетическим нейтринным замедлителем открывается перспектива утилитарного использования.
        Нейтринная связь – только представьте себе связь сквозь воду для подлодок, сквозь землю для ГНСС и телекоммуникации, скозь Солнце и планеты для спутников и космических приборов!
        Нейтринный анализатор – неразрушающий и невзаимодействующий с материалами и организмами объёмный анализ дефектов материалов, строения организмов и диагностика людей!
        Но и это не всё!!! ТА-ДАА!!! Только подумайте о возможности создания нейтринного диода!!! Это же мечта человечества! Конец энергетического рабства!
        На Земле, через каждый 1 см2, ежесекундно проходит около 60 триллионов «солнечных» нейтрино. Пусть это будет даже нейтрино малой энергии порядка 10 МэВ. Это же почти что энергия облучения солнечным светом на экваторе Земли! Представьте нейтринные электрические батареи не меньшей эффективности чем сегодняшние фотоэлектрические на экваторе, но производящих электроэнергию как на экваторе, так и на полюсах, как зимой, так и летом, как днем, так и ночью, как на космических станциях и самолетах в небе, так и на подлодках под водой или бурильных установках под землей! И при этом количество преобразованной энергии зависит не от площади батареи как у солнечной, а от её объёма, то есть такие установки будут в 1000 раз компактнее!
        И лет так через 87, благодаря сегодняшним исследованиям нейтрино, 840 млн человек, имея в подвале нейтринный электрический преобразователь по цене и размерам не больше стиральной машины и имея доступ к интернету через нейтринный канал связи, будут читать ваш пост и думать: «Неужели в прошлом веке были такие наивные люди которые предпочитали тратить деньги на хлеб для недолгого насыщения части населения, а не на фундаментальные научные труды во вечное благо и счастье всего человечества?»
        Ответить
  • Serg12  | 27.05.2014 | 20:35 Ответить
    Можно дурацкие детские вопросы? Просто больше спросить не у кого.
    1. Где-то читал, что некоторые космические частицы имеют огромные энергии, было сравнение с кинетической энергией теннисного мяча на скорости 200 км/ч. Что будет, если такая частица столкнется и выделит энергию в голове человека? Если это опасно, то можно ли сделать какой-то прикидочный расчёт смертности на Земле от таких явлений?
    Вдруг некоторые внезапные и непонятные смерти людей объясняются именно этим?

    2. Яркость этих вспышек в детекторе нейтрино. Насколько они яркие? Глаз их увидит в темноте?
    Ответить
    • Depesha > Serg12 | 27.05.2014 | 20:59 Ответить
      ну если действительно вам в голову прилетит теннисный мяч на скорости 200 км/ч - помрёте скорее всего или тяжелая инвалидность как минимум. Но в реальности, если частица с такой энергией к нам и прилетит, то если это не нейтрино, то еще до столкновения с головой она столкнется с атмосферой и потеряет большую часть своей энергии. Ну а нейтрино может пролететь насквозь, ничего не нарушив. Так что смертности такой нет (даже если частицы с такой энергией и есть), имхо.

      про яркость вспышек не знаю - это к Игорю.
      Ответить
      • Serg12 > Depesha | 27.05.2014 | 21:18 Ответить
        "ну если действительно вам в голову прилетит теннисный мяч на скорости 200 км/ч "

        Вопрос был задан грамотным людям. Отрицатели фундаментальной науки в вашем лице к грамотным не относятся.
        Ответить
        • Depesha > Serg12 | 27.05.2014 | 21:26 Ответить
          а по существу есть что сказать?
          Ответить
          • Displacer > Depesha | 27.05.2014 | 21:46 Ответить
            По существу было поставлено предварительное условие - частица прилетела в голову и провзаимодейтствовала с веществом.

            1. Какие последствия такого взаимодейтсвия?
            2. Какова вероятность такого события?

            Мне кажется это Вы отвечаете не по существу.
            Ответить
            • Depesha > Displacer | 27.05.2014 | 21:51 Ответить
              Частица с такой энергией (если такие частицы в космосе и существуют) может прилететь только в голову космонавта. В постановке вопроса речь шла про население на поверхности Земли. До находящихся на поверхности людей частицы с такой энергией не долетят, даже если они и существуют, потому что провзаимодействуют с атмосферой и потеряют почти всю свою энергию. Долететь могут только нейтрино, но нейтрино нас не интересуют, потому что они пролетят сквозь нас дальше. Поэтому смертность от таких причин равна нулю, даже если такие частицы в космосе и существуют. Тем более смертность равна нулю, если частиц таких нет. По любому - ноль. Что не так в таком ответе?

              Ну даже если отбросить спекулятивность вопроса и вдруг предположить, что такая частица (неважно откуда она взялась) влетела-таки в вашу голову, то если эта частица не нейтрино, то она почти наверняка провзаимодействует с веществом головы и выделеит в ней всю свою энергию. Если её энергия равна той, что указана (теннисный мяч на скорости 200 км/ч), то не нужно быть физиком, чтобы понять, что повреждения будут серьезными и смерть не исключается.
              Ответить
              • Displacer > Depesha | 27.05.2014 | 22:11 Ответить
                Вы же только что прочитали статью, в которой описываются конкретные факты взаимодейтвия нейтрино, которые прилетели и провзаимодействовали с веществом льда. Тем самым вероятность нулю равняться не может. Думаю проще всего можно было бы оценить эту ненулевую вероятность посчитав, сколько людей может разместиться в этом детекторе или хотя бы в кубическом километре...

                Другой вопрос надо ли считать эту вероятность, если последствия не смертельные. А для этого надо понимать, как повлияет такой каскадный ливень ионизации на голову. Может быть и никак, раз трассы высокоэнергетических нейтрино в детекторе требуют километровых расстояний.
                Ответить
                • Depesha > Displacer | 27.05.2014 | 22:20 Ответить
                  Ну оценить в скольких головах "взорвались" нейтрино с энергией выше 1 Пэв можно так: За три года в 1 куб. км льда поймались 2-3 таких нейтрино (данные из статьи). Мозг можно считать равным по плотности воде. Объем мозга средний у человека около 1900 куб.см. Население планеты известны, т.е. общий объем мозгов на планете известен. Делите объем мозгов на 1 куб.км, умножаете на 2-3, делите на три года и получаете количество событий в год.
                  Ну просто 1Пэв - это очень мало (да и та размажется на протяжении сотен метров от головы), намного меньше энергии теннисного мяча. Так что это всё равно ни о чем.
                  Ответить
            • ovz > Displacer | 28.05.2014 | 15:01 Ответить
              Думаю ничего не будет.
              Когда то читал, как человек головой попал под пучок протонов (или электронов, не помню уже) при профилактических работах на ускорителе. В пересчете получил несколько тысяч смертельных доз радиации. Но из за того, что пучок был очень узкий, то в голове образовался очень узкий шнур из выжженых клеток, потом заменившихся соединительной тканью. В общем человек выжил, и даже не стал инвалидом.

              Так и тут. Погибнет несколько сотен или тысяч клеток по направлению движения частицы. Не критично для жизнедеятельности.
              Ответить
              • wwento > ovz | 28.05.2014 | 15:38 Ответить
                Интересный вопрос в том, почему некоторые при попадании в головной мозг калибром 5.5мм, выживают, иногда даже без каких-то заметных реанимационных усилий, а некоторый ласты склеивают от попадания какого-нибудь шила в переферическую нервную систему.
                Ответить
    • awn-wgg > Serg12 | 27.05.2014 | 21:11 Ответить
      1 джоуль = 6.24e+18 электрон-вольт. Значит 1 Пэв = 0.00624 Дж. Это намного меньше того, что вообще можно заметить.
      Ответить
      • wwento > awn-wgg | 27.05.2014 | 23:49 Ответить
        Вопрос в том, насколько верно оценена энергия. Потому как даже автор вроде ссылается на значительный выброс энергии при столкновении.
        И опять же, не определившись даже с понятием массы у нейтрино, говорить о сколь-либо достоверной оценке, не приходится.
        Ответить
    • Игорь Иванов > Serg12 | 28.05.2014 | 00:48 Ответить
      1. ОК, давайте возьмем самый потолок из того, что вообще зарегистривовано — самая высокоэнеергетическая частица космических лучей имела энергию чуть меньше, чем 10^21 эВ, т.е. несколько десятков джоулей. Такая частица, попав в вещество, порождает очень широкий ливень вторичных частиц. Размеры этого ливня, как продольные, так и поперечные — километры. Так что вы можете, конечно, представлять поглощение этой частицы как удар, но этот удар распределен по достаточно большому объему. Этот ливень достигает поверхности Земли и вполне может попасть кому-то по голове (и наверняка регулярно попадает :) ). Но вы сами можете сосчитать, насколько объем головы меньше объема кубического километра и насколько этот удар меньше, скажем, удара в лицо от порыва ветра :)

      А вообще акустический метод детектирования широких ливней действительно используется. Но только аппаратура там очень чувствительная, поскольку она должна улавливать слабый «бабах».

      2. Ну, в принципе не слабенькие. Всю энергию они в свет не превратят, но многие миллиарды оптических фотонов гарантированно производят (то, что измерено — это количество фотоэлектронов, собранное всеми ФЭУ, оно порядка сотен тысяч, а дальше делаем поправку на размеры и квантовый выход ФЭУ). Но опять же — это фотоны распределены по большому объему в сотни метров, и собираются они многими ФЭУ. Если бы вы в это время находились там, в глаз бы вам попало в лучшем сотня фотонов. Ну, вроде бы адаптировавшийся глаз в полной темноте такое сможет заметить.
      Ответить
    • PavelS > Serg12 | 28.05.2014 | 00:50 Ответить
      (пока писал Игорь уже ответил) Смерть от одной отдельно взятой частицы... ну это маловероятно, т.к. частица - не мячик, у неё малая "экспансивность". См. про экспансивные пули. Т.е. она прострелит голову навылет, т.е. пучок вторичных частиц вылетит из головы, прожигая в голове тончайшую "иголочку". Энерговыделение пойдёт дальше. Что если голова попадёт под ШАЛ (широкий атмосферный ливень) - тут опять же сложно сказать, но наврядли что убьёт, т.к. есть байка что кому-то пучок коллайдера голову прострелил, и ничо, живой. Тем не менее, радиация вызывает рак - с некоторой вероятностью. И тут очень энергетические частицы не нужны, достаточно общих количественных показателей.
      Ответить
      • SysAdam > PavelS | 28.05.2014 | 06:53 Ответить
        Бугорский, Анатолий Петрович
        https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%83%D0%B3%D0%BE%D1%80%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9,_%D0%90%D0%BD%D0%B0%D1%82%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%B9_%D0%9F%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%B8%D1%87
        Ответить
    • tetrapack > Serg12 | 28.05.2014 | 12:27 Ответить
      По поводу попадания нейтрино в голову, даже если взять ту максимальную энергию частицы, о которой говорил Игорь, т.е. несколько джоулей. Да и тут, в общем-то не важно, десятки джоулей, или десятые доли. Важно, как уже отметили, то, что в любом случае, эта энергия колоссально велика. Это значит, что, столкнись такое нейтрино, например, с виртуальным облаком калибровочных бозонов внутри нейтрона, который внутри ядра атома углерода, который в составе аденина, который в составе молекулы ДНК, которая внутри ядра клетки, которое внутри нейрона, то все продукты столкновения вылетят, не успев столкнуться более ни с какими частицами в составе вещества головы. Это значит, что, просто будет один элементарный акт развала всего-навсего одного ядра в одном атоме в одной молекуле, в одной клетке. То-бишь, даже конкретная единичная клетка останется живой, не говоря уже о целой голове. Если это столкновение произойдет с ядром атома молекулы ДНК, как в приведенном примере, то, максимум, разорвется одна из ее цепочек. А на это давным давно природой придуманы механизмы репарации, устранения таких ошибок. Это сплошь и рядом случается, например, в клетках кожи под воздействием ультрафиолета. И ничего, все живы, т.к. возникающие ошибки в риалтайме устраняются. Для того, чтоб были какие-то последствия, необходимо, чтоб нейтрино столкнулось именно с атомом в составе ДНК (умножаем на) вероятность того, что возникший разрыв не устранился системами репарации (умножаем на) вероятность того, что эта ошибка оказалась в критическом домене ДНК так, что нейрон переродился в раковую клетку. Вот только тогда, чисто теоретически, человек может умереть от рака мозга. Но, как видим, вероятность просто ничтожна, да и смерть точно не будет мгновенной. Как-то так.
      Ответить
      • Rattus > tetrapack | 28.05.2014 | 12:47 Ответить
        Особенно с учетом того, что нейрон - высокодифференцированная клетка и к делению, тащемта, уже не способна. ;]
        А нейробластов у сколь-нибудь взрослых человековъ уже практически нету.
        Если же взять нейроглию, микроглию(макрофаги) или же клетки сосудов - тогда ещё есть какая-то вероятность...
        Ответить
        • tetrapack > Rattus | 28.05.2014 | 13:03 Ответить
          ну да, согласен с нейроном несколько не тот пример вышел. Следующего поколения измененных клеток то он уже, по идее, не произведет. Тогда вероятность еще ниже.
          Ответить
    • tetrapack > Serg12 | 28.05.2014 | 13:00 Ответить
      По второй части вопроса: "прикидочный расчет смертности от таких явлений". Тут понятие "смертность" неприменимо. Если попытаться "прикинуть" произведение трех факторов, о которых я сказал, то получится такая малая цифра, что если ее умножить на количество людей, населяющих, и когда-либо населявших Землю, то, все-равно, мы получим число, много меньшее единицы. Отсюда следует, что такого события, на 99,999(и может быть еще несколько девяток)% еще, просто ни с кем из людей не случилось. И не случится еще много лет. Смерть от микрометеорита на несколько порядков более вероятна! :)
      Ответить
  • ghost_in_machine  | 28.05.2014 | 02:19 Ответить
    Возникло два вопроса по ходу чтения, может кто в курсе:
    1. Если датчик на гирлянде выходит со строя, это навсегда? Или можно как-то растопить/поднять/профиксить?
    2. Нету ли планов строительства северной подобной обсерватории, скажем в Гренландии? Или IceCube все надежно подмял под себя и независимой валидации его наблюдений не планируется?
    Ответить
    • Игорь Иванов > ghost_in_machine | 28.05.2014 | 02:35 Ответить
      1. Совершенно нереально. Но аппаратуру там никто и не тревожит, так что она работает себе и работает. Там даже деформация ледника не такая уж и большая — ледник на Южном полюсе потихоньку сползает на несколько метров в год, но более-менее как единое целое. Коллаборация IceCube рассчитывает, что аппаратура еще протянет лет 20.

      2. Не слышал про такие планы. Я сомневаюсь, что гренландский лед достаточно прозрачный. А вообще есть несколько крупных подводных нейтринных детекторов, например в Байкале, правда они все же не такаих масштабов, поменьше.
      Ответить
      • ghost_in_machine > Игорь Иванов | 28.05.2014 | 20:19 Ответить
        спасибо за ответ (и новости кстати :)).
        Ответить
    • Kostja > ghost_in_machine | 30.05.2014 | 04:40 Ответить
      Строят KM3NeT (Cubic Kilometre Neutrino Telescope)
      http://en.wikipedia.org/wiki/KM3NeT

      Together, IceCube and KM3NeT will view the full sky and form a global neutrino observatory.
      Ответить
  • bul-kathos  | 28.05.2014 | 10:26 Ответить
    Игорь, спасибо! На рис.5 показаны все 37 событий, но 15-20 из них - атмосферные. Картина прилета космических нейтрино получается заведомо не верной, т.к. атмосферные вносят путаницу. Получается на них просто не обращают внимание, потому что они не будут образовываться в кластеры?
    Ответить
    • Игорь Иванов > bul-kathos | 28.05.2014 | 13:19 Ответить
      Так непонятно заранее, кто из них атмосферные. Если бы знали наверняка, убрали. А так просто ищут сигнал кластеризации на фоне атмосферных нейтрино, которые кластеризоваться не должны. Стандартная ситуация, когда есь сигнал и фон.
      Ответить
      • Mad_Max > Игорь Иванов | 18.05.2015 | 05:01 Ответить
        Так а та часть про которые можно определенно сказать что они атмосферные уже убрана или она тоже на графике?
        Например которые можно исключить на основании того что они зафиксированы одновременно с фиксацией поверхностным IceTop ливня атмосферных частиц.

        Или это вообще все события подряд с энергией >30 ТэВ
        Ответить
  • Realist_1963  | 12.03.2017 | 23:00 Ответить
    А почему бы не уловить нейтрино таким способом?

    http://fb.ru/article/53607/tehnologiya-izbiratelnoy-detektsii-neytrino-s-vyibrannogo-napravleniya
    Ответить
Написать комментарий

Другие новости


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»