Что такое протокол нейтрино

Обновлено: 14.05.2024

Нейтрино является одной из самых распространенных частиц во Вселенной, при этом ее невероятно сложно обнаружить. Изучать нейтрино важно, потому что они содержат в себе информацию о явлениях и процессах, которые их порождают: это значит, что с помощью частицы можно узнать о происхождении Вселенной. Рассказываем обо всех тайнах, которые хранят в себе нейтрино.

Что такое нейтрино?

До недавнего времени было вообще непонятно, есть ли у нее масса. В последние годы стало ясно, что есть, но очень маленькая. Ее точное значение неизвестно по сию пору, а имеющиеся оценки в общем сводятся к тому, что нейтрино примерно на 10 порядков легче протона. Примерно так же соотносится вес кузнечика (около 1 грамма) с водоизмещением современного атомного авианосца George Bush (около 100 тыс. тонн).

Частица не имеет или почти не имеет электрического заряда — эксперименты пока не дали однозначного ответа, а из всех фундаментальных физических взаимодействий достоверно участвует только в слабом и гравитационном.

Нейтрино — результат ядерных (и термоядерных, мы далее не будем выделять их отдельно) реакций. Их, неуловимых, очень много. По подсчетам физиков-теоретиков, на каждый нуклон (то есть протон или нейтрон) во Вселенной приходится около 10 9 нейтрино. Тем не менее, мы совершенно его не замечаем: частицы проходят сквозь нас.

Как ученые ищут нейтрино?

Современные детекторы регистрируют не сами нейтрино — это пока невозможно. Объектом регистрации оказываются результаты взаимодействия частицы с веществом, заполняющим детектор. Его выбирают так, чтобы с ним реагировали нейтрино определенных, интересующих разработчиков, энергий. Поскольку энергия нейтрино зависит от механизма их образования, можно считать, что детектор рассчитан на частицы определенного происхождения.

Как только стало понятно, что нейтрино хоть и сложно, но все же можно зарегистрировать, ученые начали пытаться уловить нейтрино внеземного происхождения. Самый очевидный их источник — Солнце. В нем постоянно происходят ядерные реакции, и можно подсчитать, что через каждый квадратный сантиметр земной поверхности проходит около 90 млрд солнечных нейтрино в секунду.

На тот момент самым эффективным методом ловли солнечных нейтрино был радиохимический метод. Суть его такова: солнечное нейтрино прилетает на Землю, взаимодействует с ядром; получается, скажем, ядро 37Ar и электрон (именно такая реакция была использована в эксперименте Рэймонда Дэйвиса, за который ему впоследствии дали Нобелевскую премию).

После этого, подсчитав количество атомов аргона, можно сказать, сколько нейтрино за время экспозиции взаимодействовало в объеме детектора. На практике, разумеется, все не так просто. Надо понимать, что требуется считать единичные атомы аргона в мишени весом в сотни тонн. Соотношение масс примерно такое же, как между массой муравья и массой Земли. Обнаружилось, что похищено ⅔ солнечных нейтрино (измеренный поток оказался в три раза меньше предсказанного).

Детектор Super-Kamiokande: огромный резервуар цилиндрической формы, помещенный под землю на глубине 1 км; изнутри весь покрыт фотоумножителями; заполняется дистиллированной водой

Общей особенностью всех современных нейтринных телескопов являются меры, направленные на экранирование аппаратуры от всех посторонних частиц. Нейтрино, хотя их в природе очень много, засекаются детекторами очень редко. Любой посторонний шум от космических или земных частиц наверняка их заглушит.

Поэтому стандартное размещение нейтринной обсерватории — в шахте или, в некоторых случаях, под водой, чтобы вышележащая толща блокировала ненужное излучение. Эта толща тоже тщательно подбирается — горные породы, например, должны быть как можно менее радиоактивными. Граниты нам не подойдут, глины тоже. Хорошее место для детектора — шахта в толще чистого известняка.

Еще одно важное требование — быть как можно дальше от атомных электростанций. Работающий ядерный реактор является очень мощным источником антинейтрино, которые в данном случае излишни.

Лучшее направление для работы нейтринной обсерватории — прием частиц, пришедших снизу, сквозь нашу планету. Для нейтрино она прозрачна, для всего остального — нет.

Чтобы вызвать такую реакцию, нейтрино должно иметь собственную энергию не ниже определенного, нужного для данного детектора, уровня. Поэтому современная техника всегда имеет ограничение снизу — регистрирует нейтрино, имеющие энергию выше определенного уровня. В таком порядке мы их и рассмотрим.

Зачем мы вообще изучаем нейтрино?

Нейтрино рассказывают нам чрезвычайно много о том, как Вселенная создается и удерживается от распада. Нет другого способа ответить на многие вопросы.

Натаниэль Боуден, ученый из Ливерморской Национальной лаборатории имени Лоуренса

Эксперты сравнили поиск этих частиц с работой археологов, восстанавливающих доисторические артефакты с целью понять, какой жизнь была тогда. Лучшее понимание нейтрино может раскрыть тайны других элементов астрономии и физики: от темной материи до расширения Вселенной.

Эксперимент COHERENT Окриджской национальной лаборатории состоял из пяти детекторов частиц, предназначенных для непосредственного наблюдения высокоспецифического взаимодействия между нейтрино и ядрами атомов. В прошлом году эти ученые опубликовали исследование в Science о взаимодействии между двумя нейтрино, которое было выдвинуто в качестве гипотезы десятилетиями ранее, но никогда прежде не наблюдались.

Это не просто еще одна частица. Это попытка найти, причем сравнительно простым и относительно дешевым методом, — если сравнивать с Большим адронным коллайдером, например, — новую физику. Новая физика — это и понимание того, что такое темная материя: возможно, она окажется теми самыми стерильными нейтрино. И, что возможно, выход на новые технологии. Нельзя исключать, что новые нейтрино окажутся представителями неизвестного класса частиц, которые еще и взаимодействуют между собой каким-то иным способом. Если мы нападем на след этого нового взаимодействия, то не исключено, что мы научимся его использовать на практике: подобно тому, как открытие ядерного взаимодействия привело к появлению ядерных технологий.

Григорий Рубцов, заместитель директора Института ядерных исследований.

Накопившиеся продукты распада, когда их становится достаточно много, останавливают цепную реакцию. Потом в раскаленной среде они потихоньку диффундируют наверх (они легче), освобождая место для новых порций делящегося материала, после чего процесс запускается снова. Если это так, то подобная цикличность могла бы помочь в объяснении перемен магнитной полярности Земли и, надо думать, во многом другом.

Интересен также вопрос о доле ядерных реакций в общем тепловыделении Земли. Напомним, что земные недра суммарно выдают порядка 47 ТВт тепла в год, но ученые до сих пор смутно представляют себе, какая часть этой энергии приходится на радиогенное тепло, а какая — на остаточное тепло, выделившееся когда-то при гравитационной дифференциации земного вещества.

Чем это интересно для обычного человека?

Технологии, которые разрабатываются для создания современных экспериментов по физике нейтрино, широко используются в промышленности уже сейчас, так что любое вложение в эту сферу окупается. Сейчас в мире ставятся несколько экспериментов, масштаб которых сравним с масштабом Большого адронного коллайдера.

Эти эксперименты направлены исключительно на исследование свойств нейтрино. В каком из них удастся открыть новую страницу в физике, неизвестно, но открыта она будет совершенно точно.

Как мы продвинулись в изучении нейтрино?

Накануне стало известно, что Японские ученые из Университета Цукубы и Токийского университета разработали космологическую модель, которая точно отражает роль нейтрино в эволюции Вселенной.

В результате выяснилось, что в областях, где много нейтрино, обычно присутствуют массивные скопления галактик. Еще один важный вывод: нейтрино подавляет кластеризацию темной материи и галактик, а также изменяет температуру в зависимости от собственной массы.

Также стало известно, что Borexino, огромный подземный детектор частиц в Италии, уловил невиданный ранее тип нейтрино, исходящий от Солнца. Эти нейтрино подтверждают гипотезу 90-летней давности и дополняют наше представление о циклах синтеза Солнца и других звезд. В 1930-х годах было предсказано, что Солнце должно также производить нейтрино другого типа посредством реакций с участием углерода, азота и кислорода — так называемые нейтрино CNO. И лишь почти век спустя детектор Borexino впервые обнаружил эти частицы.

Реакция CNO выделяет лишь крошечную часть от общего количества солнечной энергии, но у более массивных звезд она считается основной движущей силой термоядерного синтеза. Экспериментальное обнаружение нейтрино CNO означает, что ученые наконец получили связь между последними частями головоломки и могут расшифровать весь цикл солнечного термоядерного синтеза.

Подтверждение того, что CNO осуществляется в процессе термоядерной активности нашей звезды, где подобные реакции занимают не более 1%, укрепляет нашу уверенность в том, что мы точно понимаем, как работают звезды.

Франк Калаприс, главный исследователь Borexinо

Команда потратила годы, регулируя температуру инструмента, чтобы замедлить движение жидкости внутри детектора, и сосредоточилась на сигналах, исходящих из центральной области контейнера. В феврале 2020 года команда наконец-то уловила искомый сигнал и потратила почти год на его расшифровку и на то, чтобы удостовериться в отсутствии ошибок.

An infrastructure for plug-and-play algorithmic financeNeutrino is an algorithmic price-stable assetization protocol acting as an accessible DeFi toolkit. It enables the creation of stablecoins pegged to specific real-world assets, such as national currencies or commodities

Waves.Exchange

О проекте Neutrino Protocol

Algorithmic stablecoin
enabling sustainable DeFi Neutrino USD (USDN) is an algorithmic stablecoin pegged to the US dollar and backed by WAVES. Leveraging the staking model of the Waves protocol’s underlying consensus algorithm, USDN staking yields a sustainable reward of up to ~ 15% APY. Trade national currencies on a decentralized exchange Decentralized Forex (DeFo) is an extension on top of the Neutrino protocol that facilitates instant swaps of stable-price assets tied to popular national currencies, indices or commodities. Influence the Neutrino protocol's development with NSBT token Neutrino Token (NSBT) enables its holders to influence decisions concerning the Neutrino protocol, product and feature roadmap, as well as changes to governance parameters.

Активность

Проекты которые могут быть вам интересны

Пожалуйста, прочтите предупреждение об ответственности и предупреждение о рисках. Показать отказ от ответственности и предупреждение о рисках.

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ & amp; ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ РИСКА

Если у вас есть какие-либо опасения по поводу характера, приличия или законности продажи этого токена или лиц, участвующих в нем, обратитесь в [email protected] с подробной информацией о ваших проблемах.

Недавно ученые осуществили первый сеанс телеграфной связи с помощью нейтрино. Через скалу толщиной 240 метров с помощью нейтринных пучков с ускорителя на детектор было передано всего одно слово - "neutrino". Сеанс связи занял около двух часов. Физики считают, что у нейтринного телеграфа большое будущее, хотя сегодня это крайне долго и дорого.

Сегодня большинство видов связи осуществляется путем отправки и приема электромагнитных волн. Именно их воспринимают наши радиоприемники, сотовые телефоны, телевизоры и Wi-Fi устройства. Но несмотря на все плюсы подобного способа связи, имеются и минусы. Например, электромагнитные волны не проходят через некоторые экранирующие материалы. Они также могут отклоняться магнитным полем.

Уже давно ученые предлагали использовать для связи пучки различных элементарных частиц. По мнению многих астрофизиков, идеально на эту "должность" подходят нейтрино. Они могут проходить без помех даже через толщи планет (например, каждую секунду через Землю проскакивают миллиарды этих частиц, ничему и никому при этом не причиняя ущерба). Им удается быть такими "сверхпроходимыми" из-за их нейтрального электрического заряда и не сильно отличающейся от нуля массы.

Доказано также, что нейтрино мало что может сбить с пути. Для них не является серьезным препятствием магнитное поле. Сила гравитации тоже не сильно влияет на траекторию их движения. Словом, эти частицы являются идеальными переносчиками информации.

И вот недавно мечты ученых воплотились в реальность. На днях был запущен первый в мире нейтринный телеграф. А началось все с того, что физикам из Фермилаба (Национальная лаборатория ускорителей им. Ферми), что находится недалеко от Чикаго (США) нужно было опробовать новые возможности своего нейтринного детектора MINERvA.

В качестве проверки было решено устроить пролет частиц через скалу, толщина которой составляет 240 метров. А чтобы совместить приятное с полезным, договорились посылать пучки этих суперлегких частиц не абы как, а со смыслом. То есть попробовать сложить из пучков нейтрино определенное слово.

Используя двоичную систему кодировки, физики зашифровали с помощью нейтринных пучков одно слово. Несложно догадаться, что это было название частицы, то есть "нейтрино" (по английски "neutrino"). После чего был пущен в ход один из мощнейших ускорителей частиц, NuMI beamline. На нем можно создать пучки нейтрино высокой плотности путем разгона протонов по четырехкилометровому кольцу и последующей бомбардировки ими углеродной мишени.

Такой мощный ускоритель был выбран неспроста. Дело в том, что, согласно правилу двоичного кода, сверхмощный пучок нейтрино должен был обозначать позицию "1", а его отсутствие — соответственно, "0". Однако пучок действительно должен был быть очень плотным — ведь даже самый чувствительный детектор улавливает далеко не все запущенные нейтрино. Для того, чтобы реализовалась позиция "1", было необходимо, что бы достаточное количество этих легких и своевольных частиц все же дошли до цели.

Интересно, что, согласно статье авторов эксперимента, весь сеанс нейтринной связи занял у них около двух часов. И это при том, что по расчетам, скорость передачи информации равнялась 0,1 бита в секунду. Следовательно, если для кодирования одной буквы достаточно пяти бит, то, по идее, слова из восьми букв должно было быть распознано детектором где-то через восемь минут.

Ученые говорят, что, в принципе, сама передача столько времени и заняла. А все остальное ушло на то, чтобы подготовить нейтринный пучок и расшифровать принятый сигнал. Что поделать? Технология нейтринной связи пока еще далека от совершенства. Но все-таки не нужно слишком строго судить физиков — ведь они устроили подобный сеанс в первый раз.

По его словам, такую систему связи теоретически можно применять для коммуникации через любую толщу любого материала. Например, для установки связи с шахтерами из любой точки на поверхности. Или для общения с экипажами атомных подводных лодок, находящихся на глубине свыше 30 метров. Как известно, радиосвязь с ними практически невозможна.

Также нейтринный телеграф можно использовать для коммуникаций с космическими аппаратами. К примеру, если возникнет необходимость связаться со спутником или зондом, заслоненным от нас каким-либо небесным телом, то радиосвязь тут будет бесполезна. А вот нейтринные пучки легко дойдут до "адресата" — ведь этим частицам никакие небесные тела не помеха.

Кстати, если бы "Фобос-Грунт" мог бы принимать нейтринные послания, то установить с ним контакт можно было бы без особых проблем сразу же после сбоя систем. Весьма перспективной также кажется идея использования нейтринных пучков для контактов с постоянной космической базой, которую НАСА планирует разместить в четвертой точке Лагранжа.

Итак, как видите, у нейтринной связи множество преимуществ. Но, к сожалению, есть и серьезные недостатки. Ведь передатчиком модулированных нейтрино может быть только сложная ускорительная система, а приемником — специальный детектор. Оба этих прибора весьма массивны. Так, принимавший первую нейтринную телеграмму MINERvA представляет собой 170-тонный агрегат из свинца, углерода, железа, гелия, воды и пластика. А ускоритель еще в несколько раз крупнее и тяжелее.

Кроме того, сейчас подобная связь весьма невыгодна с энергетической точки зрения. Чтобы все приборы заработали, пришлось потратить столько электричества, сколько хватило бы небольшому городу на несколько часов. Соответственно, это делает нейтринную связь к тому же еще и очень дорогой.

Однако такие "мелочи" не очень-то смущают ученых. Исследователи напоминают, что прогресс в области совершенствования ускорителей в последние десятилетия носит скачкообразный характер. По их прогнозам, вполне возможно, что уже через полвека люди смогут сконструировать компактные ускорители и детекторы, которые можно будет прятать в карман. И тогда тем, кто будет пользоваться нейтринными мобильными телефонами, смотреть нейтринное цифровое телевидение и подключаться к высокоскоростному нейтринному интернету, все сегодняшние практические сложности реализации проекта нейтринной связи будут казаться смехотворными…

Физики из коллаборации FASER, работающие на детекторе ATLAS, с помощью эмульсионного детектора впервые зарегистрировали нейтрино, рожденные в Большом адронном коллайдере. Экспериментаторы рассчитывают, что усовершенствованный вариант детектора, который начнет работу в 2022 году, позволит изучить взаимодействие всех трех типов нейтрино с другими частицами при энергиях, недоступных всем существующим детекторам. Исследование опубликовано в Physical Review D.

Нейтрино — одна из самых сложных для изучения частиц Стандартной модели. Дело в том, что все три аромата нейтрино участвуют только в гравитационных и слабых взаимодействиях, из-за чего они почти не рассеиваются на других частицах. Например, для нейтрино с энергией порядка одного мегаэлектронвольта характерная длина свободного пробега в твердом теле равна 10 15 километра. Еще одной очень важной особенностью нейтрино является его очень маленькая масса: сумма масс всех трех ароматов нейтрино не превышает 0,26 электронвольт, а самое легкое из них должно быть менее 0,086 электронвольт, что на 6–7 порядков меньше массы электрона.

Среди известных экспериментов по изучению нейтрино можно упомянуть Super-Kamiokande, в котором исследуются взаимодействия космических нейтрино с частицами 50 тысяч тонн воды, и IceCube, в котором рабочим телом детектора является ледяной куб с длиной ребра один километр. Однако для изучения взаимодействия нейтрино с другими частицами в более широком диапазоне энергий еще с 80-х годов прошлого века ученые рассматривали возможность регистрации нейтрино, рожденных на ускорителях частиц.

В 2021 году коллаборация FASER, объединяющая 76 физиков из 21 института и 9 стран, работающая на детекторе ATLAS, представила результаты анализа данных, собранных в 2018 году. Анализ показал, что ученые впервые смогли зарегистрировать нейтрино, рожденные на Большом адронном коллайдере. Нейтрино с энергией около одного тераэлектронвольта рождались в распадах адронов — большей частью пионов, каонов и D-мезонов, — которые, в свою очередь, рождались в столкновениях протонов с суммарной энергией в системе центра масс, равной 13 тераэлектронвольт.

Детектор FASER (слева). Справа изображено его сечение — слои, состоящие из свинца, толщиной 1 миллиметр, или вольфрама, толщиной 0,5 миллиметра, чередуются со слоями эмульсионной пленки, толщиной 0,3 миллиметра

Физики регистрировали нейтрино с помощью эмульсионного детектора, расположенного в 480 метрах от точки столкновения протон-протонных пучков в детекторе ATLAS. Эмульсионный детектор состоял из двух модулей, в каждом из которых слои металла чередовались со слоями эмульсионной пленки. Нейтрино взаимодействовали с ядрами атомов металла, а частицы, родившиеся в результате взаимодействия, оставляли треки в эмульсионной пленке, которые и наблюдали экспериментаторы. Один модуль весил 14 килограмм и состоял из 101 одномиллимметрового слоя свинца и соответствующего числа слоев эмульсионной пленки, толщиной 0,3 миллиметра. Во втором модуле было 120 полумиллиметровых слоев вольфрама, а слои эмульсионной пленки имели ту же толщину, что и в первом модуле. Исследователи заявили о регистрации шести актов взаимодействия нейтрино с веществом со статистической значимостью 2,7 стандартных отклонений.

Проведенная исследователями работа является подготовкой к существенно более масштабному эксперименту, который ученые планируют провести с 2022 по 2024 год во время третьего сезона работы Большого адронного коллайдера. Физики расчитывают, что за это время на ускорителе произойдет около одного триллиона случаев рождения нейтрино с характерной энергией, равной одному тераэлектронвольту, а зарегистрировать они смогут около 10 тысяч случаев взаимодействия этих нейтрино с веществом. Такой значительный рост числа пойманных нейтрино планируется за счет существенного увеличения детектора — его масса должна вырасти с 29 до 1090 килограмм. Ученые также считают, что смогут различать случаи взаимодействия всех трех типов нейтрино с веществом. Планируемый эксперимент позволит найти сечение взаимодействия нейтрино при энергиях, недоступных остальным нейтринным экспериментам.

Пожалуйста, примите к сведению, что мы начали короткие технические работы на контракте Neutrino сегодня, 12 июля в 16:30 МСК. По окончании работ планируются следующие изменения.

Чтобы сохранять стабильность и безопасность системы Neutrino, а также чтобы защитить наших пользователей от колебаний цены, связанных со злонамеренными арбитражными сделками, мы представляем вам следующие изменения в механике свопа USDN WAVES:

- длительность выполнения свопа WAVES -> USDN теперь будет определяться случайным образом (честный рандом на смарт контракте) и может составлять от 60 минут до 24 часов (от 60 блоков до 1440 блоков);
- длительность выполнения свопа USDN -> WAVES также будет определяться случайным образом (честный рандом на смарт контракте) и может составлять от 60 блоков до 1440 блоков;
- все свопы будут проходить по ближайшей цене, следующей за высотой разблокировки свопа (определяется рандомом);
- вы не можете отменить транзакцию свопа или открыть более одной транзакции свопа одновременно.

Все, кто голосовал за пул $USDN на Curve.fi, получили шанс выиграть автомобиль Tesla Model X. Время объявить победителя розыгрыша! 🎰🤑

Мы рады объявить победителя лотереи, в которой среди голосовавших за пул USDN на Curve.fi разыгрывался автомобиль Tesla.

Вчерашний запуск шлюза для $USDN в Binance Smart Chain обеспечил листинг токена в метапуле usdn3EPS (USDN+BUSD+USDT+USDC) на Ellipsis, ведущей платформе для обмена стейблкойнов с низким проскальзыванием в сети Binance Smart Chain.

Поставщики ликвидности в USDN дополнительно зарабатывают на автоматическом стейкинге, подобно тому, как это работает в сети Ethereum.

Ищите новый пул по ссылке.

⚡️ На Waves.Exchange запущен шлюз для $USDN между блокчейнами Waves и Binance Smart Chain! Проверьте адрес токена по ссылке. На Binance Smart Chain токены USDN автоматически отправляются в стейкинг по аналогии с ERC-20 USDN.

Расширяя сферы использования $USDN, мы стали спонсором Chainlink Price Feed, надежного и безопасного ценового оракула, для пары USDN/USD в основной сети Ethereum.

Мы рады объявить, что Neutrino становится спонсором Chainlink Price Feed для USDN/USD в основной сети Ethereum.

Ликвидность пула с $USDN на Curve.fi достигла 500 миллионов долларов! Это четвертый по объемам пул на площадке с ежедневным оборотом в 16.3 миллионов долларов и самой высокой доходностью — до 45 % APY. Ждем новых высот!

👨‍🍳✅ На нашем сервисе запущен пул $BAG - $USDN!

Голосование за вес пула стартует 7 июня. Неделя "первого урожая" для проголосовавших начнется с 14 июня. Поддержите новый пул и получайте высокий APY за фарминг! 😉

✅ Мы добавили пару $NSBT - $SWOP! В новый пул уже можно предоставлять ликвидность.

💰 А чтобы получить ~300% APY за фарминг в неделю "первого урожая" (c 7 июня), нужно принять участие в голосовании за вес пула, которое начнется уже 31 мая.

Встречайте долгожданное обновление — активацию предложения по изменению и перераспределению комиссий DeFo, которое ранее поддержало сообщество.

Теперь комиссии за обмен ассетов DeFo составят 0.6% и будут распределяться между держателями NSBT в стейкинге.

Читайте также: