Очень трудно описать то, на что может быть похож кубический метр самого холодного пространства во Вселенной. Но ученые-физики в скором будущем получат возможность не только описать, но и использовать такое пространство в своих целях, ведь в их распоряжении появится объем датчика эксперимента CUORE, который будет заморожен практически до температуры абсолютного нуля, до температуры, при которой атомы вещества уже не могут, не то, что двигаться, но и даже вибрировать. А целью эксперимента CUORE является выяснение точного значения числа, которое достаточно долго "ускользало" от ученых-физиков - значения массы нейтрино.
Датчик CUORE (Cryogenic Underground Observatory for Rare Events), сооружение которого будет полностью закончено в 2015 году, располагается в Италии глубоко под горами. Он представляет собой один из самых больших в мире криостатов, холодильник, охлаждаемый жидким гелием. Датчик является невероятно сложным инженерно-техническим сооружением, некоторые из его элементов даже изготовлены из свинца тысячелетней давности, который имеет меньший уровень собственной радиоактивности и который был поднят со дна моря в месте одного из древних кораблекрушений.
Основной задачей, для которой создается датчик CUORE, является обнаружение следов так называемого безнейтринного двойного бета-распада, экзотического распада частиц, вероятность существования которого была определена только в теории, но который еще ни разу не наблюдался "вживую". В результате такого распада атом вещества теряет два электрона и ни одного нейтрино в виде излучения. В результате обычного двойного бета-распада излучается два электрона и два нейтрино. Измерив массу оставшихся после обоих видов распада частиц и зная с достаточной точностью массу электрона, нетрудно будет вычислить точное значение массы нейтрино.
Датчик CUORE должен быть сверхохлажденным из-за того, что в результате безнейтринного двойного бета-распада выделяется крошечное количество энергии, которая расходуется на небольшое повышение температуры в крошечном объеме пространства. И чем ниже будет температура окружающей среды, тем больше шансов будет обнаружить и произвести количественные измерения изменений температуры.
Датчик CUORE чем-то напоминает русскую матрешку, когда внутри одной камеры находится камера меньших размеров и с более низкой температурой внутри. Последняя камера является самой холодной, а ее объем равен приблизительно одному кубическому метру. Температура последней камеры выше температуры абсолютного нуля на условно бесконечно малую величину, и Джонатан Оуеллет (Jonathan Ouellet), ученый из Калифорнийского университета в Беркли и член группы эксперимента CUORE, описывает это, как кубический метр самого холодного во Вселенной пространства.
Достижение температуры на одну десятимиллионную долю градуса выше абсолютного нуля, и даже ниже абсолютного нуля в некоторых случаях, становится возможным благодаря использованию эффектов странной квантовой физики. Но самым примечательным будет то, что такая сверхнизкая температура датчика CUORE будет поддерживаться непрерывно в течение пяти лет. И в течение этих пяти лет весь внутренней объем последней камеры датчика CUORE будет холоднее, чем любая другая искусственная или естественная область пространства во Вселенной.
Первоисточник
Подпишись: