Страница 29 из 33
Поняв, что успех или неудача проекта полностью зависят от возможностей глубоководной инженерии, Рейнес пригласил для решения соответствующих задач Говарда Блада, директора Центра военно-морских и океанских систем, расположенного в Сан-Диего. Это было стратегически верным важным шагом, поскольку у центра Блада имелось отделение на Гавайях, а когда эксперты-океанологи из Беллингхэма всерьез занялись поисками площадки на глубине около пяти километров с чистой водой и необходимыми коммуникациями на ближайшем берегу, они обратили внимание на два места именно на Гавайских островах.
Одной из самых странных личностей, подключившихся к работе DUMAND, был некто Питер Котцер. Он руководил семинаром в Беллингхэме и редактировал его протоколы223. Лёрнд убежден, что этот человек работал на ЦРУ. Правда это или нет, но он действительно, довольно долго и не особенно скрывая это, работал над применением научных идей в военных целях. В годы холодной войны военные пристально следили за наукой, и Котцер к тому времени уже три года занимался проектом UNCLE (Undersea Cosmic Lepton Experiment – подводный эксперимент с космическими лептонами)224, в сотрудничестве с «Фермилаб» и Военно-морской исследовательской лабораторией в Вашингтоне.
Это была эра ядерного сдерживания, известного как доктрина «взаимного гарантированного уничтожения». Советский Союз и США достигли ядерного паритета, и было выдвинуто предположение, что ни одна из стран не сможет уничтожить другую, не будучи уничтоженной в ответ, и последний удар в этом противостоянии должны были нанести атомные подводные лодки, вооруженные межконтинентальными баллистическими ракетами с ядерными боеголовками. Считалось, что, даже если страна сможет разрушить все наземное или воздушное ядерное оружие противника, подводные лодки все же смогут всплыть на поверхность – где бы они ни находились – и нанести удар возмездия (если только успеют получить необходимый приказ). Поэтому обе стороны работали над сложной проблемой связи с подводными лодками, находящимися на огромных расстояниях и на больших глубинах.
Программа UNCLE представляла собой технико-экономическое обоснование для связи с подводными лодками на основе нейтрино225. Хотите верьте, хотите нет, но идея состояла в том, чтобы снабдить подводные лодки черенковскими детекторами и использовать ускоритель частиц для отправки импульсов, состоявших из нейтрино и, по всей видимости, зашифрованных азбукой Морзе. Разумеется, огромное преимущество нейтрино состоит в том, что они способны проникать сквозь любую поверхность, а значит, импульсы могли направляться по прямой на подводную лодку, вне зависимости от ее местонахождения в мировом океане. Радиосвязь в этом случае не подходила, поскольку радиоволны обычных частот не могут проникать сквозь большую толщу воды или земли; на это способны лишь колебания с очень низкими частотами, а для их передачи потребовалась бы очень длинная антенна, находящаяся при этом под землей (впрочем, военные работали и над этой технологией).
Подобным странным занятиям ученые активно предавались в шестидесятые и семидесятые годы. Судя по всему, в них принимал участие даже Клайд Кован, былой коллега Фреда Рейнеса. Он переехал из Лос-Аламоса в Католический университет Америки в Вашингтоне, округ Колумбия, и там принялся сотрудничать с учеными из Военно-морской исследовательской лаборатории (несколько из которых опубликовали работу на тему «Телекоммуникации на основе пучков нейтрино» в журнале Science в 1977 году226). По словам Кристиана Шпиринга, который впоследствии возглавил немецкий контингент в проектах AMANDA и IceCube, советские ученые также интересовались этим вопросом. Идея не получила развития, поскольку для получения сигнала подводные лодки должны были выпускать огромные и неуклюжие «крылья» с оптическими детекторами. К чести людей, принимавших решения от имени ВМФ США, они достаточно быстро отказались от этой идеи. Дейв Клайн вспоминает, как однажды отправился на встречу в Вашингтон, чтобы обсудить вопросы финансирования DUMAND с «важным адмиралом из ВМФ». Он сидел рядом с адмиралом и поэтому услышал, как в момент, когда в комнату вошел Фред Рейнес, тот повернулся к своему помощнику и проворчал: «Надеюсь, это не похоже на идиотскую идею Котцера» (адмирал имел в виду идею UNCLE). К несчастью, военные моряки не заинтересовались проектом DUMAND, поскольку инструмент должен был располагаться слишком глубоко. Подводные лодки в то время имели рабочую глубину погружения всего лишь около 250 метров.
Важность программы DUMAND сложно переоценить. Поначалу все идеи, связанные с ней, были масштабными и смелыми, как и сам Дейв Шрамм. В течение первых пяти лет проект выживал только благодаря материнской заботе небольшой группы первопроходцев. Единственным, кто был сосредоточен исключительно на этом проекте, был Артур Робертс, получавший финансовую поддержку от Роберта Уилсона, «ковбоя» из Вайоминга, управлявшего лабораторией «Фермилаб». Другие участники жили на гранты от других проектов, таких как E 1A, и развивали DUMAND в свободное время. Хотя это название позднее было присвоено вполне конкретному инструменту, DUMAND был и, по сути, остается концепцией, объединяющей подводную и подземную нейтринную астрономию во всех ее формах227. Будет вполне справедливым сказать, что практически любое достижение в области нейтринной астрономии за последние четыре десятилетия так или иначе плод именно этой концепции. Ученые даже подумывали об использовании полярного льда в качестве рабочей среды проекта, однако отказались от этой идеи, поскольку понимали, что не смогут справиться с логистикой в полярных регионах – единственных местах на Земле, где ледяной покров обладает достаточной толщиной, чтобы не пропускать космические лучи. Много лет спустя даже те из участников IceCube, кто слышал о DUMAND совсем немногое, отдают этому проекту должное. Боб Морс отмечает, что влияние DUMAND было настолько велико, что при разработке AMANDA ученые даже скопировали некоторые ошибки предшественника!
Артур Робертс представил первые идеи по разработке проекта на международной конференции по вопросам нейтрино в немецком городе Ахен в июне 1976 года228. Ученые создали три фундаментальные концепции и наделили их мифологическими названиями: UNDINE (UNderwater Detection of Interstellar Neutrino Emission – «подводное детектирование межзвездного нейтринного излучения»)229, ATHENE (ATmospheric High Energy Neutrino Experiment – «эксперимент с атмосферными высокоэнергетическими нейтрино») и UNICORN (UNderwater Interstellar Cosmic-Ray Neutrinos – «подводные межзвездные нейтрино из космических лучей»).
Одно из их первых прозрений заключалось в том, что для изучения нейтрино с различными уровнями энергии требуются различные инструменты и что более высокие уровни энергии требуют более крупных инструментов. Это следовало из факта, что мюоны с низкой энергией проходят меньшее расстояние в изучаемой среде, чем мюоны с высокой энергией, а также отдают меньше света, поскольку прежде всего у них имеется меньше энергии для его излучения. Размер каскада, создаваемого электронным нейтрино, будет расти с ростом энергии.
UNDINE, самая маленькая по масштабу из трех концепций, была призвана выявлять низкоэнергетические нейтрино в диапазоне от нескольких миллионов до примерно 100 миллионов электрон-вольт. Такие нейтрино излучаются Солнцем и ближайшей к нам сверхновой – последнее было явлением более интересным с научной точки зрения, но, конечно, более редким. Принято считать, что сверхновые зарождаются в нашей галактике, Млечном Пути, в среднем один раз в 50 лет, однако это событие часто остается не замеченным оптическими телескопами, поскольку сверхновые закрыты от последних за облаками межзвездной пыли. Разумеется, это не представляет проблемы для детектора нейтрино, поскольку нейтрино проходят сквозь пыль, как будто ее там нет, однако 50 лет – это слишком большой срок для большинства научных проектов (не говоря уже о личной карьере большинства ученых), так что концепция UNDINE никого особенно не привлекла. По оценкам ученых, они могли бы теоретически обнаруживать примерно по одной сверхновой в неделю, то есть «дотянуться» до ближайшего кластера в скоплении Девы, однако для этого потребуется детектор весом в 100 миллионов тонн, а об этом не могло быть и речи.