Текст уведомления здесь

GERDA начала поиск безнейтринного распада

Ученые из международной коллаборации GERDA сообщили, что установка для детекциии двойного безнейтринного распада атома после экспериментального запуска продемонстрировала низкий уровень радиационного фона.
Добавить в закладки
Комментарии

Низкий уровень радиоактивного фона означает, что с помощью установки можно будет заметить очень редкий распад частиц, который, возможно, изменит представления о природе нейтрино и поможет понять, почему во Вселенной много вещества и очень мало антивещества, хотя теоретически их должно быть поровну.

Одним из самых важных вопросов современной фундаментальной физики — вопрос, почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии. Ответ может скрываться в понимании природы нейтрино — частицы, которая играет центральную роль в механизмах горения Солнца и взрыва сверхновых звезд, а также в процессах формирования элементов во время Большого взрыва. Определение ее свойств позволило значительно продвинуться в понимании физики элементарных частиц, но природа нейтрино до сих пор неясна.

В соответствии с представлениями итальянского физика Этторе Майораны, существуют частицы, которые могут быть одновременно и своими античастицами. Возможно, нейтрино обладают майорановской природой, и это сможет объяснить недостаток антиматерии во Вселенной. Теоретические модели говорят в пользу того, что в случае майорановской природы нейтрино будет происходить двойной безнейтринный распад, и именно для того, чтобы обнаружить этот распад, и был создан проект GERDA, который проводится в Национальной лаборатории Гран Сассо в Италии силами европейских и российских ученых.

Двойной двухнейтринный бета-распад — это разрешенный процесс, в котором два нейтрона в атомном ядре одновременно распадаются на два протона, два электрона и два антинейтрино. Двойной безнейтринный распад — процесс, «запрещенный» законами физики, и отличается тем, что нейтрино при распаде отсутствуют. Возможно, их просто нельзя обнаружить при распаде потому, что в этот самый момент одно из них становится античастицей и аннигилирует. В таком случае суммарная энергия электронов, которые появляются при распаде, будет равна энергии распада. Измерение этой энергии и есть главная задача проекта GERDA.

Одна из проблем в поиске безнейтринного распада — фон из внешнего излучения (например, космического) и частиц, который мешает детекции и делает наблюдение практически бесполезным. В установке GERDA для защиты от фона использовали криостат, заполненный жидким аргоном, охлажденным до -190°С, погруженный в резервуар с водой объемом 590 м3, который, в свою очередь, расположен в подземной лаборатории Гран Сассо, — толща земли защищает установку от космического излучения. Аргон и вода, используемые в установке, очень чистые и служат дополнительной защитой от окружающей радиоактивности. В криостате находятся детекторы из германия, изготовленные в России, которые служат одновременно и источником событий, которые детектируют.

По словам одного из участников коллаборации Леонида Безрукова, заведующего лабораторией гамма-астрономии и реакторных нейтрино Института ядерных исследований РАН, доктора физико-математических наук, сейчас происходит накопление данных, а первые результаты работы установки будут известны летом 2017 года. Тогда можно будет узнать, удалось ли обнаружить двойной безнейтринный распад. Вообще же, проект GERDA завершит свою работу в 2019 году.

Результаты работы, которые показали что установка защищена от фона, описаны в журнале Nature.

Чем интересна частица нейтрино и почему ученые так активно исследуют ее, смотрите на «Чердаке».

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

Течь в Марианской впадине оказалась вчетверо больше, чем ожидалось

Благодаря новым сейсмическим данным геологи выяснили, что за год из впадины утекает в недра Земли свыше ста тонн воды на метр разлома

Марианская впадина находится на  стыке двух тектонических плит — Тихоокеанской и Филиппинской. Тихоокеанская плита медленно движется в сторону Азии и подныривает под Филиппинскую, уходя в глубь низлежащего слоя, мантии. Вместе с собой плита уносит и воду, но точное количество утекающей в глубь планеты жидкости оставалось неясным. Работа исследователей, сотрудников университета штата Вашингтон и университета Стони-Брук в Нью-Йорке, позволила уточнить объемы «марианской течи».
Добавить в закладки
Комментарии

Чтобы получить картину происходящего на глубинах в десятки километров ниже самой глубокой впадины, ученые расставили на дне океана 19 сейсмометров, а еще семь аналогичных устройств разместили на островах; все вместе они регистрировали сейсмические волны, распространяющиеся внутри нашей планеты.

Сейсмические волны возникают как при землетрясениях, так и в ходе различных фоновых процессов, не сопровождающихся значимыми подземными толчками. Наблюдение за их распространением является стандартным методом изучения внутреннего строения планеты уже больше ста лет: именно благодаря отражению волн, расходящихся от землетрясения, в 1897 году немецкий исследователь Иоганн Вихерт обнаружил ядро Земли, а в наши дни «простукивание и прослушивание» недр повсеместно используется для поиска нефти. Точно так же теперь геологи смогли получить гораздо более качественные данные о строении глубинных слоев и точнее оценить содержание воды в увлекаемых внутрь мантии частях коры.

Схема расположения тектонических плит. Как правило, на месте стыков формируются либо горы, либо впадины; также в этих местах часто возникают вулканыUSGS, Bolelav1 / Wikimedia commons

Как оказалось, прошлые исследования давали число примерно в четыре раза меньшее, чем показало новое исследование. [ ... ]

Читать полностью

Обнаружена область мозга, ответственная за сновидения

Американские нейрофизиологи установили область мозга, которая активизируется во время сна.
Добавить в закладки
Комментарии

Как сегодня известно ученым, у сна есть две фазы — фаза быстрого сна и фаза медленного сна, который, в свою очередь, состоит из нескольких стадий. Долгое время считалось, что сновидения человек может видеть, только когда находится в фазе быстрого сна. Но со временем было обнаружено, что со сновидениями не все так просто. Оказалось, что человек может не видеть никаких снов в фазе быстрого сна. И наоборот — смотреть сны в фазе медленного сна: 70% разбуженных во время медленного сна рассказывали о своих сновидениях. В апреле 2017 года был найден «ген сна» FABP7, мутации которого у мышей и дрозофил нарушали нормальное качество сна.

Но все это время оставалось непонятным, какая именно область мозга «включает» сновидения. Ученые из Висконсинского университета в ходе своего исследования смогли идентифицировать эту область.

В их экспериментах принимали участие 46 человек, которым во время сна в лаборатории регистрировали электрические волны мозга. Ученые использовали электроэнцефалографию высокой плотности (ЭЭГ) для изоляции нейронных участков, связанных со сновидениями, независимо от фазы сна. Испытуемых многократно будили и опрашивали об их снах. Полученные ответы сравнивали с электрической активностью мозга.

Данные ЭЭГ показали, что во время сна снижение низкочастотной активности в определенной задней области коры головного мозга было напрямую связано с возникновением сновидений. И напротив, когда низкочастотная активность возрастала в той же области, испытуемые сообщали, что у них не было снов. [ ... ]

Читать полностью

Психоделики связали с особым, «высшим» состоянием сознания

Британские нейрофизиологи заявляют, что обнаружили новое, «более высокое» состояние сознания, которое возникает у людей, принявших психоделические препараты.
Добавить в закладки
Комментарии

«Высоту» состояния сознания ученые оценивали математическими индексами разнообразия нейронных сигналов. Для этого они заново проанализировали данные магнитоэнцефалографии из трех экспериментов, проведенных ранее в Имперском колледже Лондона и Университете Кардиффа, в которых в общей сложности участвовали 60 человек. С помощью таких показателей можно различать обычный сон, общую анестезию, вегетативное состояние, обычное бодрствование и так далее — именно по этой шкале волонтеры, внутривенно принимавшие в экспериментах псилоцибин, кетамин или ЛСД, оказались в «более высоком» состоянии сознания.

«Наш результат показывает, что поведение мозга на психоделиках сильно отличается от нормального. В состоянии, вызванном психоделиками, электрическая активность мозга менее предсказуема и „однородна“, чем при обычном сознательном бодрствовании, с точки зрения „глобального разнообразия сигнала“. Поскольку эта мера уже зарекомендовала себя как мера „уровня сознания“, мы можем сказать, что психоделическое состояние „выше“ обычного, но только с точки зрения конкретного математического показателя», — приводит пресс-служба слова одного из ученых Анила К. Сета.

Помимо этого, ученые обнаружили корреляцию между динамикой своего индекса и интенсивностью психоделических переживаний, описываемой участниками эксперимента. Это, по их мнению, означает, что в будущих исследованиях можно будет связать конкретные изменения в работе мозга под действием препаратов с конкретными же переживаниями, которые они вызывают, например с галлюцинациями.

Исследователи подчеркивают, что, чтобы подтвердить эти результаты, понадобятся дополнительные исследования. Кроме того, само по себе новое состояние сознания ничем не лучше и не более желаемое, чем обычное бодрствование, — речь идет просто о вызываемом психоделиками явлении, которое можно определить и отделить от других состояний с помощью одного показателя. Авторы статьи считают, что их работа поможет развитию исследований психоделиков и возможностей их контролируемого применения в медицинских целях. [ ... ]

Читать полностью