19 жовтня 2016 року в село Ассерджі в Апеннінах приїхало більш як півсотні науковців з Італії, Франції, Сполучених Штатів, Китаю, Іспанії та Німеччини. Що ж привело поважний вчений люд у це маленьке село, де основні заняття населення — вівчарство й організація кінних прогулянок у національному парку? Тут, у тунелі під горою Корно Гранде, найвищою вершиною Апеннін, розташовано найбільшу в світі підземну лабораторію Національного інституту ядерної фізики Італії. У лабораторії на глибині майже 1400 метрів вчені вимірюють потік нейтрино від Сонця (щоб пересвідчитися, чи не почала наша зірка згасати), шукають загадкову темну матерію, вимірюють надзвичайно рідкісні процеси ядерних розпадів, сподіваючись нарешті зрозуміти таємницю створення Всесвіту.
Про високий рівень і важливість наради свідчила присутність на ній президента Національного інституту ядерної фізики Італії професора Фернандо Ферроні. Цей інститут — великий консорціум, куди входять майже 20 відділень у найбільших університетах Італії й чотири національні лабораторії із загальним річним бюджетом кількасот мільйонів євро. Отож науковці зібралися в Ассерджі, щоб вирішити, як визначити природу найбільш загадкової елементарної частинки нейтрино. Невже вона саме така, як передбачив ще наприкінці 1930-х років Етторе Майорана, молодий італійський вчений із загадковою, усе ще не з’ясованою долею: частинка абсолютно не відрізняється від античастинки? Такого поки що не зустрічали в мікросвіті.
Підтвердження майоранівської природи нейтрино означатиме відкриття нового типу матерії. І якщо нейтрино таке, як передбачив Майорана, можна буде нарешті дати відповідь на запитання, чому існує Всесвіт. Адже нині не зрозуміло, чому в момент Великого вибуху кількість частинок на одну мільярдну перевищувала кількість античастинок. Так, це не жарт: саме завдяки одній мільярдній Всесвіт такий, яким він є.
А ще необхідно визначити величину маси нейтрино, за відкриття якої було вручено Нобелівську премію з фізики 2015 року. Відповісти на ці запитання має Купідон. Точніше, він має вистрелити, адже шукає, в кого влучити стрілою. Зрозуміло, що Купідон стрілятиме в серце: саме так перекладається з італійської назва установки CUORE, де науковці мають намір здійснити вирішальні дослідження.
Про вибір стріл, точніше, сцинтиляційних кристалів для унікального підземного експерименту CUPID (так буде Купідон англійською), ішлося на нараді, на яку було запрошено й українських науковців. Річ у тім, що саме науковці Інституту ядерних досліджень Національної академії наук України запропонували використовувати у проекті CUPID кристали молібдату літію і цинку.
Але вибір зробити непросто. Американські учасники проекту наполягають на застосуванні кристалів оксиду телуру, італійці розробляють детектори на основі кристалів селеніду цинку (вирощені, до речі, в Інституті сцинтиляційних матеріалів НАН України). Але висновки, яких дійшли українські фізики, майже не залишають сумнівів у перевазі саме молібдату літію.
«Ці кристали мають бути надзвичайно чистими у сенсі радіоактивних забруднень. Важливо, що такі кристали можна виробляти в Україні, де зберігся високий науково-технічний потенціал для вирощування надзвичайно чистих і високоякісних кристалів.
Україна здатна і надалі робити гідний внесок у фундаментальні дослідження нейтрино і виробляти високотехнологічні матеріали. В Інституті ядерних досліджень є кваліфіковані фахівці й талановита молодь, більш як тридцятирічний досвід досліджень рідкісних ядерних розпадів.
Методи глибокого очищення матеріалів розроблені в Інституті фізики твердого тіла, матеріалознавства і технологій Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут», сцинтиляційні кристали успішно вирощують в Інституті сцинтиляційних матеріалів НАН України, — розповідає учасник наради завідувач відділу фізики лептонів Інституту ядерних досліджень доктор фізико-математичних наук професор Федір Даневич. — Завдяки цим можливостям українським науковцям вдалося брати участь у дослідженнях сонячних нейтрино, реєстрації геонейтрино, спростувати повідомлення про надсвітлову швидкість нейтрино, досліджувати властивості нейтрино в подвійному бета-розпаді атомних ядер та провести інші дослідження цієї частинки.
Попри всі труднощі, наука найвищого рівня в Україні є. Сподіваємося, що держава не лише збереже науково-технічний потенціал, а й розвиватиме його. Адже майбутнє України, без сумніву, пов’язане з розвитком наукоємних високих технологій у різних галузях».
Цикл робіт «Властивості нейтрино і слабкої взаємодії, пошуки ефектів за межами стандартної моделі елементарних частинок», виконаний у трьох наукових установах НАН України (Інституті ядерних досліджень, Інституті фізики твердого тіла, матеріалознавства і технологій Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут» та Інституті сцинтиляційних матеріалів), подано на здобуття Державної премії України у галузі науки і техніки 2016 року.
Борис ГРИНЬОВ,
академік НАН України