Нобелевскую премию по физике вручили за изучение нейтрино

​Нобелевскую премию по физике за 2015 год получили Такааки Кадзито и Артур Макдональд за обнаружение осцилляции нейтрино, которая показывает, что нейтрино (элементарная частица) обладает массой.

Церемония объявления нового лауреата Нобелевской премии по физике состоялась во вторник в Шведской королевской академии наук. Прямая трансляция церемонии велась на сайте Нобелевской премии.

Нейтрино — одна из самых загадочных и трудноуловимых частиц — была постулирована швейцарским физиком Вольфгангом Паули в 1930 году как электрически нейтральная частица с массой, близкой к нулю. В 1934-м итальянский физик Энрико Ферми назвал ее нейтрино (буквально «нейтрончик»), но обнаружить нейтрино в эксперименте удалось только в 1956 году. Учеником Ферми был советский и итальянский физик Бруно Понтекорво, в 1950 году иммигрировавший в СССР, — именно Понтекорво в 1957 году первым выдвинул идею осцилляций нейтрино, которая теперь принесла Нобелевскую премию другим ученым.

Долгое время считалось, что нейтрино — безмассовая частица, но именно открытие нейтринных осцилляций показало, что нейтрино должно обладать хоть и слабой, но ненулевой массой. Ее величина точно не измерена до сих пор.

В 1998 году физик Университета Токио Такааки Кадзито открыл, что нейтрино, рожденные в верхних слоях земной атмосферы, преобразуются в нейтрино другого вида. Это наблюдение было сделано на нейтринном детекторе SuperKamiokande (Super-K) (Япония). Захваченные учеными нейтрино были образованы в результате реакций, возникающих от проникновения космических лучей в земную атмосферу.

Исследовательская группа при нейтринной обсерватории в Садбери (Канада), возглавляемая канадским физиком Артуром Макдональдом в свою очередь доказала, что нейтрино, испущенные Солнцем, не исчезают по пути на Землю. Вместо этого они подвергаются преобразованию, превращаясь в нейтрино другого поколения.

Проведенные наблюдения позволили сделать вывод, что нейтрино имеют массу, хотя долгое время считалось, что они ее лишены. Для физики элементарных частиц это стало историческим открытием, поскольку оно продемонстрировало, что «стандартная модель» (теоретическая конструкция в физике элементарных частиц) не может считаться законченной теорией и должна быть расширена.

Одни нейтрино образуются в результате реакций, когда солнечное излучение достигает земной атмосферы, другие — от ядерных реакций на Солнце. Триллионы нейтрино ежесекундно проходят сквозь человеческие тела, и ничто не может этому помешать. Нейтрино — самые неуловимые элементарные частицы. Они проносятся сквозь пространство почти со скоростью света, едва взаимодействуя с материей.

Некоторые нейтрино образовались еще при Большом взрыве, другие непрерывно возникают в результате различных процессов, происходящих в пространстве и на Солнце — от взрывов сверхновых звезд и смерти массивных звезд, до реакций, происходящих на атомных электростанциях и во время радиоактивных распадов. Большинство нейтрино возникли около 15 млрд лет назад, вскоре после рождения Вселенной. Теоретически реликтовые нейтрино образуют фоновое космическое излучение температурой 1,9 кельвина (минус 271,2 градуса Цельсия, почти абсолютный нуль).

Такааки Кадзита родился в 1959 году. Он окончил Университет Сайтама в 1981 году, а в 1986-м получил докторскую степень в Университете Токио. Он возглавляет Центр космических нейтрино при Институте исследования космических лучей (Токио). В 1999 году ему было присвоено звание профессора.

Канадский физик Артур Макдональд родился в 1943 году. Он гражданин Канады. Окончил Университет Далхаузи в Галифаксе, в Канаде. Макдональд возглавляет Институт при нейтринной обсерватории в Садбери (Канада) и сотрудничает с Университетом Куинса (Канада).

С 1901 по 2014 год Нобелевскую премию по физике получили 108 лауреатов. 47 человек становились лауреатами ни с кем не разделенных премий в этой области. Женщины получали высокую награду дважды. Американский физик Джон Бардин — единственный ученый в истории, получивший две Нобелевские премии по физике. Самый молодой нобелевский лауреат по физике за всю историю премии — австралийский ученый Уильям Лоренс Брэгг, получивший награду в 25 лет. Средний возраст лауреата премии по физике — 55 лет.