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

Корреспондент. Какие нейтрино вы предполагали изучать с помощью радиохимических методов?

Б. М. Понтекорво. Об источниках нейтрино я скажу два слова. В 1946 г. я обсуждал три возможных источника: Солнце, работающий ядерный реактор и продукты деления «горячего» урана, извлеченные из реактора. Я отмечал тогда, что поток нейтрино от Солнца на поверхности Земли достаточно велик, порядка 1010 см−2 ∙ с−1, но что энергия нейтрино маловата для регистрации хлор-аргоновым методом. Однако это не означает, что я не возвращался позже к проблеме нейтрино от Солнца: она до сих пор меня очень интересует.

Корреспондент. Что вы думаете о «загадке солнечных нейтрино»?

Б. М. Понтекорво. Под «загадкой» понимается обстоятельство, что поток солнечных нейтрино, зарегистрированный Дэвисом и его сотрудниками, значительно меньше, чем теоретически ожидаемая величина. Напоминаю, что полученное в экспериментах значение потока солнечных нейтрино, как и все величины, измеряемые в физике, имеет некоторую неопределенность. Кроме того, и ожидаемая величина потока, рассчитанная в работах Дж. Бакала, также имеет неопределенность, которую совсем не просто оценить.

Дело в том, что с помощью реакции превращения хлора в аргон можно зарегистрировать лишь относительно малоинтенсивную часть спектра солнечных нейтрино (в основном нейтрино с достаточно большой энергией, испускаемые, согласно оригинальной работе В. Фаулера, ядрами 8В). Поток нейтрино от 8В в значительной степени определяется температурой в центре Солнца и другими его параметрами. Я бы сказал, что теоретический результат сильно зависит от принимаемой модели Солнца. Кроме того, в погрешность расчетов вносят свой вклад вероятности ядерных столкновений, значения которых до сих пор не очень хорошо известны.

Расчетная величина потока солнечных нейтрино с 1964 г. уменьшилась в пять раз, хотя в последние несколько лет она более или менее стабилизировалась. Быть может, я слишком осторожен, но я не абсолютно уверен, что «загадка солнечных нейтрино» реально существует.

В настоящее время в СССР и США готовятся эксперименты с использованием другого радиохимического метода, который был впервые упомянут В.А.Кузьминым. Я имею в виду так называемый галлий-германиевый метод, основанный на реакции превращения 71Ga в 71Ge. Эту реакцию способны вызвать и те солнечные нейтрино, которые «ускользают» от регистрации хлор-аргоновым методом. В первую очередь здесь важны нейтрино низких энергий от интенсивной части нейтринного спектра Солнца. Такие нейтрино испускаются в реакции рр → de + νe; эта часть спектра прекрасно рассчитывается и почти не зависит от модельных предположений. Предстоящие опыты помогут выяснить, действительно ли существует «загадка солнечных нейтрино».

Корреспондент. Представим себе, что «загадка» все же существует, т. е. будущие эксперименты также покажут, что число детектируемых нейтрино меньше ожидаемого. Как ее можно объяснить?

Б. М. Понтекорво. Об одном объяснении «загадки», если она все-таки остается, я уже фактически говорил — принимаемая в качестве «стандартной» модель Солнца может быть не совсем верной.

Другое возможное объяснение относится к самой природе нейтрино. Речь идет о конечной массе нейтрино и явлении нейтринных осцилляций. Если имеют место осцилляции, лишь некоторая часть нейтрино, дошедших от Солнца до Земли, может быть зарегистрирована; остальные нейтрино в этом смысле как бы «стерильны». Это и дает уменьшенную величину измеряемого потока солнечных нейтрино.

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?