Охотники за нейтрино. Захватывающая погоня за призрачной элементарной частицей - Рэй Джаявардхана

CERN – сокращенное название Европейской организации ядерных исследований, от французского «Conseil Europeén pour la Recherche Nucléaire».

Kamiokande – сложносокращенное название, означающее «Эксперимент по изучению ядерного распада в Камиока». Изначально эксперимент готовился для наблюдения за потенциально возможным распадом протонов, период полураспада которых должен быть гораздо больше нынешнего возраста Вселенной. Однако Kamiokande, а также Super-Kamiokande – усовершенствованная версия этого эксперимента – позволили значительно продвинуться в изучении нейтрино. Эксперимент особенно известен тем, что в ходе него были зафиксированы нейтрино, прилетевшие на Землю после взрыва сверхновой 1987А, а также тем, что в ходе этого эксперимента были измерены осцилляции нейтрино.

Sanduleak –69° 202 – номенклатурное название голубого сверхгиганта, который превратился в сверхновую 1987А.

Super-Kamiokande (Super-K) – см. Kamiokande.

Альфа-излучение (альфа-частица) – совокупность двух протонов и двух нейтронов, фактически – ядро гелия. Когда радиоактивное ядро испускает альфа-частицу, оно превращается в ядро другого элемента, стоящего на две клетки ближе к началу периодической системы Менделеева.

Аннигиляция – процесс, происходящий при контакте частицы с античастицей. Например, когда аннигилируют позитрон и электрон, выделяются гамма-лучи.

Антивещество – материя, состоящая из античастиц. Частица и античастица имеют одинаковую массу, но противоположный заряд и спин.

Аромат – термин квантовой физики, означающий сорт частицы. Существует три аромата нейтрино, которые ассоциированы с электроном, мюоном и тау-частицей.

Атмосферные нейтрино – нейтрино, образующиеся в верхних слоях атмосферы под действием космических лучей.

Барионы – семейство субатомных частиц, каждая из которых состоит из трех кварков. Барионы участвуют в сильных взаимодействиях.

Белый карлик – компактное плотное ядро звезды, потерявшей свои внешние слои. Именно такова последняя стадия существования звезд, сравнимых по размеру с нашим Солнцем, которые недостаточно массивны, чтобы претерпеть сверхновый взрыв.

Бета-лучи – быстрые электроны или позитроны, испускаемые некоторыми радиоактивными ядрами.

Бета-распад – спонтанная трансформация атомного ядра, при которой нейтрон превращается в протон, испуская электрон и антинейтрино.

Бетельгейзе – звезда, красный сверхгигант, расположенный на «правом плече» созвездия Орион. Основной кандидат на превращение в сверхновую в недалеком будущем.

Бозон Хиггса – элементарная частица, которая, согласно Стандартной модели, ассоциирована с полем Хиггса и сообщает некоторым другим элементарным частицам массу. Летом 2012 г. на Большом адронном коллайдере было проведено два эксперимента, подтвердившие существование бозона Хиггса.

Большой адронный коллайдер (БАК) – самый мощный в мире ускоритель частиц, расположенный в лаборатории CERN в Женеве.

Большой взрыв – процесс, в результате которого возник космос. Доказательства теории Большого взрыва – наблюдаемое расширение Вселенной, реликтовое микроволновое излучение и относительная распространенность легких элементов.

Водород – самый легкий и самый распространенный элемент во Вселенной. В ядре самого распространенного изотопа водорода содержится всего один протон. В атоме значительно более редкого изотопа, так называемого «тяжелого водорода» содержится протон и нейтрон.

Галактика – большой звездный остров, в котором, как правило, насчитывается от сотен миллионов до миллиардов звезд, а также содержится большое количество звездной пыли и газа. Содержимое галактики удерживается вместе под действием собственной гравитации. См. также Млечный Путь.

Гамма-лучи – электромагнитное излучение, обладающее еще большей энергией, чем рентгеновское. Длина волны у гамма-лучей еще короче, чем у рентгеновских. Некоторые радиоактивные вещества испускают гамма-лучи. Гамма-лучи также образуются при контакте вещества и антивещества (при аннигиляции).

Гелий – самый легкий после водорода и второй по распространенности элемент во Вселенной, в ядре которого содержится два протона. В ходе звездного ядерного синтеза водород превращается в гелий; в дальнейшем возможно превращение гелия в углерод, а углерода – в кислород.

Гелиосейсмология – наука о волнообразных возмущениях Солнца, изучающая недра нашей звезды.

Геонейтрино – нейтрино, образующиеся при распаде радиоактивных элементов в недрах Земли.

Гидрофон – микрофон, предназначенный для использования под водой.

Голубой сверхгигант – поздняя стадия развития массивной звезды, характеризующаяся высокими поверхностными температурами (десятки тысяч градусов Цельсия) и большим радиусом (в десятки раз больше, чем у Солнца).

Гравитационные волны – рябь пространственно-временного континуума, которая распространяется как волны. При поглощении тел черными дырами или нейтронными звездами генерируются сильные гравитационные волны. Существование гравитационных волн предсказано общей теорией относительности Эйнштейна, и, хотя эти волны пока не удалось непосредственно наблюдать, имеются убедительные косвенные доказательства в пользу их существования.

Двойной бета-распад – редкое явление, при котором два нейтрона в одном и том же ядре одновременно превращаются в два протона. При этом выделяется два нейтрино и два антинейтрино. Если нейтрино действительно являются собственными античастицами, как предполагал Этторе Майорана, то антинейтрино, испускаемые одним нейтроном, могут быть немедленно поглощены другим; в таком случае произойдет так называемый «безнейтринный двойной бета-распад». Если физики докажут, что безнейтринный двойной бета-распад действительно случается в природе, то гипотеза Майораны подтвердится и у нас появится возможность объяснить асимметрию в количестве вещества и антивещества.

Дейтерий – изотоп водорода, в ядре которого содержится один протон и один нейтрон, а не просто один протон, как в обычном водороде.

Деление ядра – распад атомного ядра на более легкие фрагменты. Зачастую при делении ядра выделяется большое количество энергии и элементарных частиц, например нейтронов.

Длина волны – расстояние между двумя соседними гребнями волны.

Задержка времени – в теории относительности – разница в количестве истекшего времени, замеренная двумя разными наблюдателями. Может возникать потому, что один из наблюдателей движется относительно другого с очень большой скоростью либо если сильно отличается сила гравитации, испытываемой двумя этими наблюдателями.

Излучение Черенкова – характерное бледно-голубое излучение частиц, например электронов или протонов, движущихся в определенной среде (например, в воде или во льду) со скоростью, превышающей скорость света в той же среде. Тем не менее их скорость не превышает скорости света в вакууме.