Рэймонд Дэвис-младший

Рэймонд Дэвис-младший (14 октября 1914 – 31 мая 2006) — американский химик. Он первым обнаружил нейтрино от Солнца — и три десятилетия держался результата, который никто не мог объяснить.

В 2002 году он получил за это Нобелевскую премию по физике, в возрасте 88 лет.

Химик среди физиков

Дэвис изучал химию и в 1942 году защитил в Йеле диссертацию по физической химии. После военной службы он в 1948 году пришёл в Брукхейвенскую национальную лабораторию и искал там себе задачу.

То, что он не был физиком, для этой истории не второстепенно. Задача, которую он себе поставил, считалась среди физиков безнадёжной. Для химика это была трудная задача разделения — а задачи разделения решают.

Число, с которого всё началось

Джон Бакалл рассчитал, сколько нейтрино поставляет Солнце. Отсюда следовало, сколько атомов аргона возникнет в баке с перхлорэтиленом: примерно один за два дня.

Один атом за два дня, в 615 тоннах жидкости, среди примерно 10³⁰ других атомов. Большинство специалистов считали невозможным извлечь столь малое число атомов и при этом ещё быть уверенным, что ни один не потерян.

Установку подробно описывает страница об эксперименте Хоумстейк.

Тщательность, которая создала различие

Дэвиса отличала не выдумка, а проверка.

Он вводил в бак известные, ничтожно малые количества аргона и снова извлекал их — выход составлял более 90 процентов. Тем самым было доказано, что его метод действительно находит почти каждый атом.

Он проверял, не откликается ли его бак на что-либо иное, чем солнечные нейтрино. Среди прочего он поставил установку у ядерного реактора и не нашёл там, как и ожидалось, ничего — ведь реакторы испускают антинейтрино, а те не могут вызвать использованную ядерную реакцию.

И он повторял своё измерение десятилетиями, сеанс за сеансом, каждый раз по два месяца.

Результат, которого никто не хотел

С 1968 года были получены числа: Дэвис находил примерно треть рассчитанной Бакаллом скорости.

Напрашивающиеся объяснения гласили, что Бакалл считает неверно или что Дэвис измеряет неверно. Оба десятилетиями перепроверяли, и оба не нашли ошибки.

Это были нелёгкие годы. Эксперимент, результат которого все считают заблуждением, — тяжело переносимое положение, тем более когда проходят десятилетия, прежде чем это меняется.

Позднее подтверждение

В 2002 году Sudbury Neutrino Observatory показала, что недостающие нейтрино не исчезли, а лишь были превращены — в сорта, на которые хлорный бак Дэвиса принципиально не мог откликаться.

Его измерение было верным с самого начала. Оно лишь измерило не то, что все предполагали, и именно в этом заключалось открытие.

В том же году он получил Нобелевскую премию вместе с Масатоси Косибой.

Наследие

Дэвис умер в 2006 году. Его эксперимент проработал с 1968 по 1994 год — двадцать шесть лет, в течение которых он насчитал в общей сложности около двух тысяч атомов аргона.

В тех же штольнях шахты Хоумстейк сегодня возникает дальний детектор DUNE, с 68 000 тоннами жидкого аргона. Гора, в которой один-единственный человек считал атомы, спустя поколение вмещает одно из крупнейших предприятий физики частиц.

Но подлинное завещание Дэвиса — это позиция: не объяснять прочь результат, который не вписывается в картину, а проверять его до тех пор, пока не выяснится, что неверным было не измерение, а картина.

Связанные понятия

• Эксперимент Хоумстейк — его установка
• Джон Бакалл — предсказание
• Проблема солнечных нейтрино — результат
• Масатоси Косиба — его солауреат

Источники

• R. Davis Jr., D. S. Harmer, K. C. Hoffman: Search for Neutrinos from the Sun, Physical Review Letters 20, 1205 (1968).
• Нобелевский фонд: Нобелевская премия по физике 2002, обоснование и Нобелевская лекция.