Солнце обнаружило странную власть над нестабильными изотопами

Солнце не только источник света и жизни. Время от времени на нем происходят сильные извержения солнечного вещества, вроде того, какое наблюдал космический зонд NASA STEREO 28 сентября 2008 года. Тогда целый букет разнообразных элементарных частиц достигает земной атмосферы, а некоторые из них «прошивают» Землю насквозь. Фото: STEREO/NASA

Но ни одна из частиц в земных условиях не может быть спрятана от солнечных или космических лучей. Если бы количество нейтронов в космических лучах по каким-либо причинам испытывало заметные сезонные колебания, а земная атмосфера хуже бы защищала от них планету или совсем бы отсутствовала, то не составляло бы большого труда заметить и сезонные колебания в скорости распада природного урана. К счастью для нас, этого не происходит. И тем не менее колебания стабильности нестабильных изотопов в земных условиях были-таки замечены.

Примеров изменения скорости распада в естественных условиях совсем не много. В 1986 году Дэйв Альбургер (Dave Alburger) и его коллеги по Брукхевенской национальной лаборатории на Лонг-Айленде, штат Нью-Йорк (Brookhaven National laboratory), закончили обработку данных исследования, целью которого были прецизионные измерения периода полураспада редкого радиоактивного изотопа 32Si. Данные, полученные в ходе многочисленных опытов, хорошо согласовывались друг с другом: измеренное значение периода полураспада оказывалось равным 172 годам и совпадало с предыдущими оценками.

Но длившийся четыре года эксперимент не обошелся и без сюрпризов. Полученные данные со всей убедительностью свидетельствовали, что атомы распадались чаще всего в феврале и реже всего в августе. Иначе говоря, уменьшение числа радиоактивных атомов со временем не подчинялось точному экспоненциальному закону.

Эти удивительные данные требовалось как-то интерпретировать, однако никакого адекватного объяснения Альбургеру и его коллегам найти не удалось. И они лишь упомянули о непонятном эффекте, публикуя результаты исследования в журнале «Earth and Planetary Science Letters», отметив, что на результаты исследования эффект не оказал никакого влияния.

На странный эффект никто не обратил внимания — до тех пор пока статью Альбургера не прочитали Эфраим Фишбах (Ephraim Fishbach) и Джере Дженкинс (Jere Jenkins) из Университета Дж. Пердью в Западном Лафайете штата Индиана (Purdue University). По их мнению, обнаруженный эффект следует рассматривать как свидетельство воздействия со стороны Солнца на любой радиоактивный распад на Земле. Как и большинство происходящих на Земле процессов, ни один из них не может быть изолирован от такого мощного источника всевозможных излучений.

Фишбах и Дженкинс немедленно приступили к изучению подшивок научных журналов, рассчитывая отыскать независимое подтверждение своей гипотезы. Оказалось, что в 1998 году в журнале «Applied Radiation and Isotopes» были опубликованы результаты эксперимента, выполненного в национальной метрологической лаборатории Германии (Physikalisch-Technische Bundesanstalt). В ходе эксперимента, в частности, были замечены периодические (с периодом один год) колебания скорости радиоактивного распада изотопа 226Ra (период полураспада — 1600 лет). При этом продолжительность самого эксперимента составила 15 лет.

Анализируя результаты эксперимента 1998 года, Фишбах и Дженкинс обнаружили, что по порядку величины вариации скорости радиоактивного распада совпадают с вариациями (приблизительно трехпроцентными) расстояния от Земли до Солнца при движении Земли по околосолнечной орбите. Чем ближе к Солнцу оказывалась Земля, тем большая скорость радиоактивного распада фиксировалась в измерениях. Эта странная корреляция наводит на мысль, что объяснение обнаруженного феномена следует искать за пределами нашей планеты.

Ещё одно упоминание о сезонных колебаниях скорости радиоактивного распада Фишбах и Дженкинс обнаружили в журнале «Physics in Medicine and Biology». Кен Эллис (Ken Ellis), специалист по медицинский физике из Бэйлоровского медицинского колледжа в Хьюстоне штата Техас (Baylor College of Medicine in Houston), в течение девяти лет наблюдал устойчивые сезонные (на уровне 0,5%) колебания у скорости распада атомов изотопа плутония 238Pu, используемого обычно при изучении химического состава тела человека.

Фишбах и Дженкинс выдвинули гипотезу, призванную объяснить данный феомен и предположили, что его причина лежит в сезонных колебаниях плотности солнечного нейтринного потока. У нейтринной гипотезы имеется, однако, уязвимое место. Степень влияния этого потока на скорость распада изотопов подвергается сомнению.

Согласно существующим представлениям, вероятность взаимодействия нейтрино с нейтронами слишком мала и явно недостаточна для того, чтобы это взаимодействие могло влиять на увеличение числа радиоактивных распадов. Остается предположить, что наши представления о взаимодействии нейтрино и нейтронов неполны и что мы имеем дело с проявлениями взаимодействия неизвестной природы.

По материалам Вокруг Света

От редакции

Изучением влияния космических факторов на процессы ядерного распада занимался также известный физик Симон Шноль.

В результате обработки огромного наблюдательного и экспериментального материала С.Э.Шнолем в частности показано, что:

— все случайные процессы (в т.ч. ядерные процессы) на Земле подвержены синхронным макрофлуктуациям, которые можно выявить сравнением форм гистограмм разброса результатов соответствующих измерений;

— макрофлуктуации протекают синхронно с вращением Земли вокруг оси, вокруг Солнца, и подвержены лунным и одиннадцатилетним солнечным циклам. Также макрофлуктуации, видимо, синхронизинированы с взаимным расположением планет;

— выявлена пространственная анизотропия макрофлуктуаций (опыты с коллиматорами).

Всеобщий характер данного явления (от шумов в гравитационной антенне до радиоактивного распада) говорит о некотором фундаментальном влиянии, которое проявляется как на космофизическом масштабе, так и в локальных процессах. Природа этого влияния неизвестна. Подробнее с работами исследователя можно ознакомиться здесь.