Физики впервые передали сообщение по нейтринному лучу

Учёные переправили слово «neutrino» через 240 метров скальной породы, используя для этого сами нейтрино — частицы крайне слабо взаимодействующие с веществом.

Исследователи из университетов Северной Каролины (NC State) и Рочестера впервые в мире реализовали на практике идею нейтринной связи, выдвигавшуюся неоднократно на протяжении десятков лет.

Ускоритель Main Injector, используемый в рамках крупного нейтринного проекта NuMI, послужил передатчиком первого в своём роде послания (фото Peter Ginter).

Поскольку нейтрино беспрепятственно пронзают земной шар, потоки таких частиц могли бы доставлять «письма» по прямой линии с континента на континент. Ещё они могли бы переносить потоки байтов с Земли прямо на обратную сторону Луны, сквозь спутник нашей планеты.

Эти же частицы оказались бы интересным способом передачи сообщений на подводные лодки, пребывающие на любой глубине (такой проект был рассчитан и обоснован в 2009 году).

Но хотя учёные уже давно посылают потоки нейтрино сквозь Землю и успешно ловят их даже за сотни километров, в подобных опытах никогда ещё не передавалась информация по нейтринному пучку.

Авторы сенсационного опыта воспользовались многокилометровым ускорителем лаборатории Ферми (Fermilab) близ Чикаго. Тот разгонял протоны и направлял их в углеродную мишень.

В результате цепочек превращений субатомных частиц рождался очень интенсивный пучок нейтрино, который и отправлялся сквозь скалы в так называемый ближний детектор MINERvA, установленный в пещере на глубине 100 метров под землей.

Этот многотонный аппарат, строительство которого было завершено в 2010 году, – первый в мире прибор, предназначенный для изучения взаимодействия высокоинтенсивных пучков нейтрино с пятью различными по составу мишенями.

Приёмник сообщения – нейтринный детектор MINERvA (фото Reidar Hahn).

Несмотря на большие размеры и относительную близость к источнику, даже этот аппарат способен улавливать одно нейтрино из каждых десяти миллиардов, пронзающих его насквозь. Неудивительно, что опыт по передаче простого сообщения продолжался два часа.

Учёные закодировали слово «neutrino» двоичным кодом, в котором единице соответствовала посылка большой группы нейтрино, а нулю – пауза в нейтринном луче.

После того, как детектор поймал эти прерывистые пучки, компьютер успешно перевёл нули и единицы обратно в словно «neutrino».

Схема опыта (иллюстрация University of Rochester).

Разумеется, признают авторы эксперимента, использование гигантских научных установок не позволяет пока называть нейтринную связь практичной. Да и скорость передачи сообщения очень мала.

Но ведь это – только первый практический шаг на пути развития перспективной технологии передачи информации на огромные расстояния без использования электромагнитных волн.

(Результаты опыта будут опубликованы в журнале Modern Physics Letters A.)