Атомный проект. Жизнь за «железным занавесом» - Бруно Понтекорво

Я предсказывал и обсуждал явление осцилляций нейтрино еще до того, как появились сообщения Дэвиса о «загадке». Они были придуманы как очень чувствительный метод проверки закона сохранения лептонного заряда. Конечно, я был бы очень рад, если бы опыты с хлор-аргоновым методом определенно указали на существование «загадки» и, возможно, на наличие осцилляций нейтрино. К сожалению, как я уже говорил, это может быть и не так.

Не исключено, что именно опыты с галлий-германиевым детектором ответят на вопрос о существовании осцилляций. Эксперименты с солнечным нейтрино — самый чувствительный метод поиска осцилляций. Эта проблема очень актуальна. Она не менее важна, чем решенная Дэвисом задача регистрации нейтрино от Солнца.

Корреспондент. С момента появления на свет «загадки солнечных нейтрино» высказывались многочисленные гипотезы о ее происхождении. Чем выделена гипотеза осцилляций?

Б. М. Понтекорво. Действительно, выдвигались довольно экзотические предположения. Думали, что нейтрино могут распадаться по пути от Солнца к Земле. Предполагалось, что энергия Солнца не термоядерного происхождения. Считали, что внутри Солнца может находиться черная дыра. Высказывалось предположение, что в прошлом Солнце приобрело извне значительную часть своей массы, так что его внутренние и внешние части имеют совершенно разный состав, что делает все вычисления абсолютно неправильными…

Объяснение «загадки солнечного нейтрино» с помощью осцилляций выделяется своей неэкзотичностью. Оно привлекательно с точки зрения физики элементарных частиц и не придумано ad hoc, специально для объяснения результатов Дэвиса. Гипотеза осцилляций, в принципе, допускает проверку, независимую от опытов с солнечными нейтрино, например в экспериментах на реакторах, мезонных фабриках и ускорителях. Правда, опыты с солнечными нейтрино несравненно более чувствительны к осцилляциям, чем другие эксперименты.

Корреспондент. Что вы думаете о вариациях потока солнечных нейтрино?

Б. М. Понтекорво. Под вариациями нейтринной интенсивности в последнее время понимается якобы существующая зависимость от времени потока нейтрино от Солнца, зарегистрированного Дэвисом. Вполне возможно, что вариации имеют место, но, по моему мнению, опубликованные до сих пор результаты пока не указывают на существование таких вариаций. Вопрос о вариациях нейтринного потока можно будет решить на Баксанской нейтринной обсерватории, когда там заработает хлор-аргоновая установка, по объему в пять раз превышающая установку Дэвиса.

Корреспондент. Каково ваше мнение о наличии массы у нейтрино?

Б. М. Понтекорво. Отличная от нуля масса нейтрино, полученная в экспериментах сотрудников Института экспериментальной и теоретической физики, — результат, который не всеми рассматривается как окончательный. В 1983 г. эта группа, руководимая В.А.Любимовым, добилась существенных методических достижений в постановке эксперимента. Можно надеяться, что окончательный результат не слишком далек. Опыт весьма остроумен, но очень сложен. Аналогичные поиски массы нейтрино предпринимаются в различных лабораториях мира: в СССР, Франции, США, в Европейской организации ядерных исследований и др.

Я бы сказал, что нулевая масса нейтрино выглядит очень красиво. Но не менее красиво было бы, если бы она оказалась отличной от нуля. Дело в том, что не известен принцип, заставляющий массу нейтрино равняться нулю. Для фотона, например, такой принцип есть. Пусть опыт решит этот важнейший вопрос. Кстати, напоминаю, что осцилляции возможны только при конечных и разных массах нейтрино.

Корреспондент. И в заключение, как вы оцениваете значение опытов Дэвиса?

Б. М. Понтекорво. Я хотел бы подчеркнуть, что Р. Дэвис, зарегистрировав солнечные нейтрино, сделал большое астрономическое открытие и экспериментально доказал, что энергия звезд действительно имеет термоядерное происхождение. Однако проблема солнечных нейтрино не закрыта, и дальнейшие эксперименты могут сыграть важную роль в развитии наших представлений как о Солнце, так и о свойствах самих нейтрино.

Однажды, лет двадцать тому назад, я гулял у моря по бескрайним и почти пустынным нефтяным полям. Ехавший мне навстречу грузовик резко остановился в облаке пыли, и шофер спросил меня: «Не видели ли вы нейтрона?» Он искал грузовик с аппаратурой, предназначенной для «нейтронного каротажа» — метода геофизической разведки нефти, использующего источник нейтронов.

В то время еще не было ни атомных электростанций, ни атомных ледоколов, ни атомных реакторов, еще не начинались исследования по использованию термоядерных реакций, не было, слава богу, ни атомных, ни водородных бомб. Одним словом, это было до начала так называемой «атомной эры». И мне было крайне удивительно и приятно, что в жизнь простых людей, по крайней мере в нефтяных областях, вошел нейтрон — частица, дорогая мне, которую в душе я связывал с весьма интересными, но, казалось бы, далекими от жизни исследованиями великого итальянского физика Энрико Ферми и его сотрудников.

Между прочим, некоторое время спустя я рассказал Ферми об эпизоде с «нейтронным грузовиком». Он увлекся этим и заметил, что нейтроны и другие элементарные частицы скоро станут популярными всюду. Как известно, драма нашей эры состоит в правильности этого предсказания. Сейчас не только профессора, физики и нефтяники, но и литераторы, художники и рабочие по крайней мере слышали о нейтронах и, может быть, знают, что они главные действующие лица в атомных реакторах и в атомных бомбах. Все знают, что нейтроны и другие элементарные частицы — фотоны, электроны — несут опасность, если человеческое тело подвергается большим дозам облучения этими частицами. Известный кинофильм «Девять дней одного года» увлекает многих наших зрителей несмотря на то, что в нем говорят о нейтронах, о реакторах и о любви к исследованиям термоядерных реакций таким же обычным тоном, каким в других кинофильмах — об автомобилях, лошадях и ревности. Действительно, мир элементарных частиц (так называют микрообъекты, структура которых еще неизвестна) уже не темный лес для «нормальных» людей.

Слева направо: Ж. Лаберриг-Фролова, Т.Д. Блохинцева, Л.Л. Неменов, Б. Понтекорво. Дубна, 1964 г.

Эта популярность микромира еще не распространилась на все элементарные частицы. Одна из них — нейтрино (по-итальянски нейтрино значит «нейтральненький») — довольно мало известна. Когда меня попросили выступить с рассказом о нейтринной астрономии, в телеграмме, которую я получил от редакции, речь шла о нейтронной астрономии. Я вспомнил об этом не для того, чтобы оправдываться опечаткой за то, что до сих пор говорю только о нейтронах. Эта опечатка телеграфиста явно обусловлена популярностью нейтрона и неизвестностью нейтрино.

Бедное нейтрино! Но не всегда это будет так: я уверен, что в недалеком будущем оно обретет должную славу, даже оно войдет в жизнь людей, но не так драматично, как вошел в нашу жизнь нейтрон. Дело в том, что нейтрино играют огромную роль для понимания некоторых фундаментальных законов взаимодействия и взаимного превращения элементарных частиц друг в друга. Нейтрино участвуют в тонких, сложных, но удивительно привлекательных процессах, с выяснением которых, безусловно, будет связана ломка наших физических представлений. Немалую роль играют нейтрино и в астрофизике. Конечно, отсутствие практических применений некоторых видов элементарных частиц (нейтрино, мезоны, гипероны) не уменьшает важности исследований их свойств. Здесь особенно неуместен узкий эмпиризм (вроде: «А что нейтрино дает рязанским колхозникам?»). Вот как президент Академии наук СССР академик М. В. Келдыш охарактеризовал значение исследований в области элементарных частиц: «Наиболее далеко идущие перспективы в области открытия новых источников энергии принесло изучение структуры атомного ядра, природы элементарных частиц и их взаимодействия. На этом пути открыт ряд важнейших свойств материи, знание которых все шире используется в самых различных областях техники и науки. Теоретические и экспериментальные исследования в области ядерной физики и физики элементарных частиц должны являться одним из центральных направлений науки».