Это был технически очень сложный эксперимент, организованный с участием 11 стран в итальянской подземной лаборатории Гран-Сассо под одноименной горой в 200 километрах от Рима. Гора состоит из известняка, у которого очень низкий естественный радиационный фон. Высота горы - 1400 километров. Подземная лаборатория была построена в 80-ые годы 20 века специально для проведения исследований, требующих защиты от космического излучения. В одном из залов и расположился BOREXINO. Россия тоже принимала участие в этом проекте.
Установка представляет собой очень большой сцинтилляционный спектрометр. Напомню, что сцинтилляция - это вспышка при взаимодействии частицы с веществом. То есть суть в том, чтобы увидеть вспышки от взаимодействия нейтрино с веществом внутри установки. В качестве такого вещества была использована сверхчистая жидкость - псевдокумол (что-то типа бензина). Осталось защититься от других частиц и излучений. Итак, устройство.
В центре нейлоновый прозрачный шар из нейлона радиусом 4,25 метра, заполненный 300 тоннами чистой сцинтилляционной жидкости. Шар висит в другой жидкости, заполняющей стальную сферу. На внутренней поверхности стальной сферы установлено 2200 фотоумножителей, просматривающих сцинтиллят. Точнее 2000 смотрят внутрь, а 200 - наружу, обеспечивая защиту от мюонного излучения. А вот вокруг всего 2400 тонн ультрачистой воды в цилиндрическом корпусе. Все это термоизолировано и упрятано в толщу горы. Эти уникальные условия созданы, чтобы избавиться от постороннего радиоактивного фона. На сегодня BOREXINO - самая радиационно чистая среда на земле. Точнее - была.
Проект начали реализовывать в 1991 году. Непосредственно установка была запущена 16 мая 2007 года и остановлена 7 октября 2021 года. Причина, как говорят, протесты "зелёных",которые боятся, что псевдокумол попадет в источники воды. А Гран-Сассо - это природный фильтр водоочистки для водопроводной воды. В общем, был суд за слабый экологический контроль и штраф в 4 миллиона. Сбор данных был остановлен, установку будут демонтировать. Но данных много и обрабатывать их будут еще долго.
Нейтрино - фермион с огромной проникающей способностью, поэтому и создаются такие условия эксперимента, при которых добраться до детектора смогут только нейтрино и никакие другие частицы. Установка создавалась для проверки Стандартной модели слабых взаимодействий, для определения массы и магнитного момента нейтрино, поиска нейтринных осцилляций (превращений), уточнения моделей строения Земли. Нейтрино образуются внутри Земли, на Солнце и звездах. Поэтому изучение нейтрино очень важно для подтверждения наших знаний о процессах, происходящих как внутри Солнца, так и внутри Земли.
За время работы:
- измерены потоки солнечных нейтрино с энергиями менее 2МэВ;
- получены новые ограничения на вероятность редких процессов, нарушающих Стандартную модель;
- обнаружены взрывы сверхновых и нейтрино этих взрывов;
- регистрация геонейтрино доказала, что значительная доля тепла, генерируемого нашей планетой - это тепло, появляющееся в результате радиоактивного распада. Эти огромные количества теплоты влияют на конвекцию земной мантии, вулканическую активность, перемещение плит и сейсмическую активность, а также механизмы, создающие магнитное поле Земли.
Честно, немного жаль, что такой масштабный проект прекратили.
