Ученые Марк Вэгинс (Mark Vagins) из Института Кавли и Джон Биком (John Beacom) из Университета Огайо предложили использовать редкоземельный металл гадолиний для улучшения способности японского детектора Super-Kamiokande фиксировать нейтрино, происходящих от взрывов сверхновых за пределами Млечного Пути, сообщается на сайте Asia Research News.

Нейтрино, прилетающие из сверхновых, находящихся за пределами Млечного Пути, могут дать информацию о жизни и развитии Вселенной. Проблема заключается в том, что сейчас все нейтрино, фиксируемые детекторами, прилетают из нашей галактики. На сегодняшний день никто не знает, отличаются ли чем-нибудь нейтрино, пришедшие от звезд за пределами Млечного Пути, от «наших», так как пока не было возможности их зафиксировать.

Как полагают исследователи, добавление гадолиния в резервуар с чистой водой, который служит детектором, могло бы решить эту проблему: ядро гадолиния обладает способностью захватывать нейтроны. При взаимодействии с нейтрино высвобождается нейтрон, который поглощается гадолинием. При этом выделяется энергия в виде вспышки света, которая может быть зафиксирована детектором.

Для реализации идеи необходимо будет преодолеть два препятствия. Во-первых, вода после добавления должна оставаться абсолютно прозрачной, иначе вспышки света, создаваемые нейтрино, не будут замечены фотоумножителями, улавливающими сигнал. Во-вторых, гадолиний должен быть равномерно растворен в воде, чтобы быть достаточно близко при взаимодействии нейтрино с водой, то есть среда должна быть абсолютно прозрачной и однородной.

Как сообщили авторы на международной конференции в Токио в июле 2015 года, они уже разработали технологию добавления гадолиния и готовы приступать к практике.

Super-Kamiokande - нейтринный детектор, предназначенный для поиска гипотетического распада протона, изучения нейтрино, а также регистрации нейтринных вспышек сверхновых. Детектор размещён в японской лаборатории на глубине в 1 километр в цинковой шахте Камиока, в 290 км к северу от Токио. Строительство производилось консорциумом американских и японских исследователей и было завершено в 1996 году. Детектор представляет собой резервуар из нержавеющей стали высотой 42 метра и диаметром 40 метра, в которых находится 50 тысяч тонн специально очищенной воды. На стенах резервуара размещены 11146 фотоумножителей (ФЭУ). Детектор оснащён огромным количеством электроники, компьютеров, калибровочных устройств и оборудованием для очистки воды. Именно здесь работал японский учёный Такааки Кадзита, получивший Нобелевскую премию по физике 2015 года за открытие нейтринных осцилляций.