За регистрацию электронных нейтрино, потоки которых приходят к нам от Солнца, Клайд Коуэн и Фредерик Райнес получили Нобелевскую премию по физике (это главная награда в мире физики, которая вручается один раз в год за самое значительно открытие прошедших лет). За открытие мюонного нейтрино Леон Ледерман, Мелвин Шварц и Джек Штайнбергер тоже получили Нобелевскую премию. С тау-нейтрино все было еще сложнее потому, что тау- лептоны самые тяжелые, и они очень редко рождаются. Американский экспериментатор Мартин Перл из Стэнфорда, также получивший за открытие тау- лептона Нобелевскую премию, всегда подчеркивал: «Открытие тау-нейтрино очень важно и очень увлекательно».
Суть проблемы в том, что по структуре взаимодействия частиц они входят в него парами: если есть электрон, то обязательно должно быть и электронное антинейтрино, если есть мюон, то должно быть антинейтрино мюонное, а тау- лептон появляется только в сопровождении своего антинейтрино. Все эксперименты в течение последних лет двадцати доказывали справедливость Стандартной модели взаимодействия, в ней не хватало лишь последних кирпичиков. Мало кто сомневался в том, что тау-нейтрино существует, но если бы его не удалось отыскать, то рухнуло бы все стройное здание современной теории элементарных частиц. Так что искать стоило.
На поиски пустилась интернациональная экспериментальная группа физиков из США, Японии, Южной Кореи и Греции. Десять лет длилась погоня, и наконец-то она завершилась удачей! Эксперимент назывался DONUT ( по первым буквам слов в английской фразе «Direct Observation of the NU Таи» – прямое наблюдение тау-нейтрино). В 1997 году с помощью ускорителя «Тэватрон» через экспериментальную установку было пропущено колоссальное количество нейтрино. По расчетам теоретиков, среди них должно было быть не менее триллиона (это миллион миллионов) тау-нейтрино. Установка зарегистрировала около шести миллионов событий. Кстати, современная экспериментальная установка – это сложнейшее многоэтажное (длиной 15 метров) и многослойное сооружение. После тщательного анализа всей зарегистрированной на различных частях установки информации (анализ продолжался более трех лет) ученые отобрали тысячу кандидатов на рождение и распад тау-лептона. Кандидатами они называются потому, что на этом этапе анализа нельзя сказать с уверенностью – то или не то. На втором этапе в анализ включаются мощнейшие компьютерные ресурсы, и после многократных гипотез и многоступенчатых проверок было отобрано четыре события, которые несомненно указывают на то, что тау-лептон родился и распался на другие частицы, среди которых есть тау-нейтрино. Все авторитеты и эксперты мира элементарных частиц сходятся в том, что такой грандиозный труд и важнейший результат должны быть вознаграждены Нобелевской премией.
Конечно, на этом открытии наука не кончается, просто пройден ее важный этап – завершено строительство таблицы элементарных частиц и подтверждена существующая модель их взаимодействия.
Нынешний июль вообще выдался невероятно богатым на нейтринные новости. Очень давно уже ничего настолько интересного не происходило в этой отрасли науки. 21 июля объявила о своем результате команда DONUT, а за день до них еще об одной находке сообщили японские физики: они доказали, что нейтрино разного сорта могут превращаться друг в друга.