Известно, что загадочные и неуловимые частицы нейтрино обладают массой, пусть маленькой, но все же массой. Но, так как нейтрино невероятно сложно просто зарегистрировать, то измерить характеристики этих частиц еще сложнее. Именно задачи измерения характеристик частиц нейтрино будет решать новый детектор нейтрино, сооружение которого уже началось в Миннесоте, и в состав которого будет входить самое большое в мире сооружение, изготовленное из искусственного материала – пластика.

Нейтрино бывают трех разных типов, которые ученые называют ароматами нейтрино – электронное, мюонное и тау-нейтрино. Частицы нейтрино, проходя сквозь пространство и материю, могут переходить из одного типа в другой. Это означает, что если генератор нейтрино излучает только тау-нейтрино, то через некоторое время в луче частиц можно будет обнаружить некоторые количества электронных и мюонных нейтрино.

Одной из загадок является то, куда девается энергия и масса при переходе нейтрино из одного вида в другой.

Для того, что бы изучить поведение, свойства и характеристики нейтрино, требуется «поймать» эти частицы. Но нейтрино не зря называют неуловимыми частицами, они малы, электрически нейтральны и двигаются на огромных скоростях, при этом практически не взаимодействуя с окружающей материей. К тому моменту, когда Вы закончите читать это предложение, сквозь Ваше тело пройдет около 450 миллиардов нейтрино, и можно с уверенностью поспорить, что Вы не почувствуете ни одной из этих частиц.

Рис. 1.

Одним из методов изучения нейтрино и свойств этих частиц является разнесение на большое расстояние источника нейтрино и детектора. За время полета некоторые частицы успевают превратиться в нейтрино другого вида, что дает ученым достаточно много «пищи» для расчетов и размышлений. Именно так было сделано в эксперименте, который обнаружил нейтрино, двигающиеся быстрее скорости света, событие, которое вызвало огромный резонанс в научном мире и которое, в конце концов, было признано ошибкой. И точно так делается в случае нового датчика нейтрино.

Источник нейтрино находится в лаборатории Fermilab, Иллинойс, а сам датчик располагается близ Эш Ривер (Ash River), Миннесота, на расстоянии почти 1200 километров от источника.

Эксперимент NuMI Off-Axis Neutrino Appearance (NOvA) будет использовать датчик нейтрино совершенно нового типа. Как и все датчики неуловимых частиц, новый датчик так же будет огромным. Когда он будет закончен, он будет состоять из 368 640 труб из поливинилхлорида, белого пластика, которые будут склеены в отдельные блоки, размерами 15 на 15 метров и 60 метров в длину. Каждая из труб будет заполнена специальной «искрящей» жидкостью, которая будет производить вспышку света, когда нейтрино будет сталкиваться с одним из атомов жидкости.

За счет особого состава вспышки света будут сильнее, чем вспышки света, получаемые в обычной воде, что позволит ученым более точно определить вид нейтрино и некоторые их характеристики.

Согласно планам строительство датчика нейтрино NOvA будет завершено в 2013 году, еще шесть лет потребуются на проведение измерений и обработку полученных данных. Так что ожидать результатов это этого научного инструмента ранее 2019 года не стоит.