Новости науки 11.12.01 Тяжелейшая авария на Супер-Камиоканде

Мы запоздали с этой новостью на месяц, но поскольку об этой тяжелой и в некотором смысле уникальной аварии знают в основном лишь специалисты по физике частиц, ее следует довести до более широкой аудитории. 12 ноября на крупнейшей в мире подземной установке для регистрации нейтрино лопнул один из 11 тысяч фотоумножителей. Это вызвало разрушение соседних фотоумножителей, пошла цепная реакция в результате которой лопнули несколько тысяч штук. Установка надолго выведена из строя и ее восстановление потребует огромных затрат и долгого времени.

Супер-Камиоканде представляет из себя огромный подземный резервуар (цилиндр диаметром 39 и высотой 41 м), заполненый 50 тысячами тонн сверхчистой водой. На стенках резервуара размещены 11 тысяч фотоумножителей, "просматривающих" весь объем воды и регистрирующих черенковское излучение частиц. Большая толща грунта над установкой защищает ее от фона космических лучей, так что в объеме установки происходят лишь редкие события из которых наиболее интересны те, что вызванны солнечными или атмосферными нейтрино. В программе исследований также поиск распада протона, регистрация нейтрино от взывов сверхновых, ускорительных и астрофизических нейтрино.

Самый громкий результат, заявленный командой Супер-Камиоканде - открытие осцилляций атмосферных нейтрино. Был выявлен недостаток нейтрино, идущих снизу, т.е. рожденными с противоположной стороны Земли по сравнению с нейтрино, рожденными в атмосфере с этой стороны земного шара. Это может произойти за счет того, что по пути нейтрино меняет свой тип - это и называется нейтринными осцилляциями. Продолжаются споры о том, насколько чист этот результат от возможных методических погрешностей, тем временем число цитирований статьи об открытии осцилляций перевалило за 1000. Это то, что давно предсказано, давно ищется и должно повлиять на картину физики частиц.

На поверхности воды резервуара Супер-Камиоканде. На потолке - те же ФЭУ, что покрывают поверхность стен бассейна. Фотоумножитель (ФЭУ) Супер-Камиоканде с механической точки зрения представляет из себя откачанную колбу диаметром около полуметра. Внутри - довольно дорогая начинка, каждый подобный ФЭУ стоит несколько тысяч долларов. Расположены они почти вплотную друг к другу, чтобы собрать большую часть света, падающего на стены резервуара. При разрушении колбы в воде мгновенно образуется пузырь вакуума диаметром полметра, пузырь схлопывается, что вызывает гидравлический удар, способный разрушить соседние ФЭУ, те вызывают разрушение своих соседей и т.д.

Видимо такой цепной процесс попросту не был предусмотрен, потому и случился. Это случилось после запланированной замены ряда фотоумножителей при заполнени резервуара водой. Вероятно, первым схлопнулся один из нижних. Лопнули большинство ФЭУ, из находившихся в воде глубже метра, около 7 тысяч штук.. Те, что были близ поверхности и над водой - уцелели. Снимок результатов аварии можно посмотреть здесь.

Поверхность воды находилась между 3 и 4 рядами ФЭУ, если считать сверху.

Несмотря на тяжесть аварии, руководство Супер-Камиоканде намерено восстановить установку. Прежде всего, они расчитывают возобновить эксперимент "К2К" по регистрации нейтрино от пучка ускорителя, находящегося за сотни километров и направленного на Супер-Камиоканде - это тоже по части поисков нейтринных осцилляций. Для этого им хватит уцелевших ФЭУ - надо перекрыть лишь одно направление. Затем продолжатся и другие эксперименты, хотя и с меньшей чувствительностью. Для полного восстановления (т.е. производства новых ФЭУ), вероятно, требуется специальное решение о финансиировании (цена вопроса - десятки миллионов долларов).

перейти к началу страницы