Тау-нейтрино была последней в списке необнаруженных частиц, которые согласно знаменитой Стандартной Модели (Standard Model) являются кирпичиками, из которых построен окружающий нас мир. Стандартная Модель предсказывает, что существуют 12 фермионов - частиц, из которых, в конечном счете, состоит вся материя во вселенной.
Непосредственно зарегистрировать нейтрино чрезвычайно сложно. Эта частица обладает нулевой массой, кроме того, электрически нейтральна и, значит, может участвовать лишь в слабом взаимодействии. Нейтрино может беспрепятственно путешествовать во Вселенной, пролетая миллиарды километров без единого взаимодействия с веществом, пройти насквозь весь земной шар, не только не поглотившись, но и не изменив свою первоначальную энергию. Из трех нейтрино тау - нейтрино наиболее сложен для наблюдения. Именно поэтому тау-нейтрино было обнаружено настолько позже своих "сестер". (Электронное и мюонное нейтрино были открыты соответственно в 1956 и 1962 годах).
Нейтрино естественного происхождения имеют три принципиально разных источника. Первый из них — это реликтовые нейтрино, оставшиеся от Большого Взрыва. Согласно модели горячей Вселенной в настоящее время их температура близка к абсолютному нулю (около 2К). Хотя в среднем в 1 см3 пространства содержится от 300 до 400 реликтовых нейтрино всех трех типов. Однако практического метода для регистрации этих реликтовых нейтрино пока нет. Вторым источником нейтрино служат ядерные реакции, идущие в ядрах звезд. Солнце производит порядка 2•1038 нейтрино каждую секунду, а сверхновые звезды могут испустить в тысячу раз больше нейтрино, чем наше Солнце произведет за 10 миллиардов лет его жизни. Третьим «поставщиком» высокоэнергетичных нейтрино являются космические лучи, пронизывающие Землю со всех сторон.
На сегодняшний момент большинство наших знаний о Вселенной получено из наблюдений фотонов. Фотоны обильно вырабатываются, стабильны и электрически нейтральны, их просто обнаружить в широкой области энергий, а их спектры несут детальную информацию о химических и физических свойствах источников. Но горячие плотные области в ядрах звезд, ядра активных галактик и других энергетичных астрофизических источников для фотонов непрозрачны.
Обнаружение космических источников нейтрино может пролить свет на физику экзотических астрономических объектов, таких как экстремально мощные активные ядра галактик или таинственные гамма-вспышки, и помочь сделать шаг вперед в понимании загадки темной материи. Одна из интереснейших и труднейших задач для физиков и астрономов — «поймать» нейтрино внеземного происхождения, и прежде всего измерить поток нейтрино от Солнца, что позволит подтвердить теоретические гипотезы о механизмах реакций, обеспечивающих его светимость.
Ешо научных ызысканий
