Нейтринне листування: Слово крізь камінь

За допомогою потоку нейтрино вдалося організувати зв'язок крізь товстий шар твердої породи і успішно передати повідомлення - правда, на неймовірно повільній швидкості.


Ми вже розповідали про дотепну ідею використовувати легені і всюди проникаючі частинки нейтрино для організації каналу зв'язку з підводними човнами («Глибинний зв'язок»). Насправді, крізь воду можуть проникати лише вельми низькочастотні електромагнітні хвилі, здатні забезпечити передачу інформації на швидкості не більше 50 біт в секунду.


Нейтрино ж, з іншого боку, вільно проникають крізь що завгодно - крізь воду, наше тіло, цілі планети, практично не взаємодіючи з їх речовиною. Теоретично, це робить їх ідеальними носіями інформації для тих же підводних човнів або для організації зв'язку під землею, швидкість її може бути на кілька порядків вище тієї цифри, яку дозволяють електромагнітні хвилі дуже низьких частот.

На жаль, саме їх пронирливість створює масу проблем, адже нейтрино також необхідно вловити, щоб вважати сигнал, який передається їх потоком. Вловлювати ж поки вдається лише рідкісні частинки, і необхідні для цього детектори відрізняються циклопічними розмірами.

У будь-якому випадку, для початку був би цікавий вже сам факт підтвердження можливості організації такого каналу нейтринного зв'язку. Завдання це вирішили нещодавно дослідники зі знаменитої лабораторії FermiLab: за допомогою нейтрино їм вперше вдалося передати повідомлення. І повідомлення це було простим словом - «нейтрино».

Для створення досить потужного пучка частинок автори використовували інжектор NuMI, який кожні дві секунди видавав по імпульсу в 1013 нейтрино кожен, - в цілому 25 імпульсів. Прямували вони в детектор MINERvA, розташований під землею в кілометрі від джерела. Щоб потрапити на детектор, пучок нейтрино повинен був подолати 240 м твердої породи.

Цей 170-тонний детектор - один з найбільш чутливих у світі, але і він з кожного пучка в 1013 нейтрино зміг реєструвати в середньому 0,8 частинок. Втім, для читання посланого повідомлення цього виявилося достатньо, хоча і на разючій швидкості: для передачі слова «нейтрино» знадобилося 140 хвилин. Інакше кажучи, швидкість склала сумні 0,1 біт/с.

Прискоренням зв'язку з підводними човнами тут і не пахне, навіть якщо забути про циклопічні розміри необхідної апаратури. Але, як ми говорили, для початку важлива хоча б сама демонстрація принципу і працездатності ідеї. Можливо, в майбутньому, коли буде досягнутий достатній прогрес у створенні генераторів і детекторів нейтрино, все сильно зміниться. Тим більше, що нейтрино можуть стати носіями інформації для організації зв'язку і між планетами. Зрештою, і звичайний телефон колись починався з досить простої і мало ефективної системи.


Публікація MIT Technology Review/Physics ArXiv Blog

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND