В своем отчете, который позже станет легендарным, Понтекорво размышлял о трех потенциальных источниках нейтрино – «мощном реакторе [вариант, которой он сам считал наиболее перспективным], концентрате радиоэлементов, извлеченных из реактора, и… Солнце»^>110.

В 1939 году Ханс Бете, один из двух ученых, ранее выдвинувших предположение о том, что выявить нейтрино будет невозможно, создал общую теорию формирования энергии в звездах, согласно которой Солнце могло считаться невероятно ярким источником нейтрино^>111. Если говорить коротко, то все звезды получают энергию путем ядерного синтеза, маленькие ядра – в основном отдельные протоны и альфа-частицы – связываются вместе, образуя более крупные ядра, и практически каждый шаг этого цикла создает нейтрино (как заметил теоретик в области солнечных нейтрино Джон Бакал, «те же ядерные реакции, которые создают нейтрино, заставляют светить наше Солнце»^>112). Подавляющее большинство из примерно триллиона нейтрино, проходящих сквозь ваше тело, пока вы читаете эти строки, родилось на ближайшей к нам звезде. Разумеется, нейтрино делают это днем и ночью, поскольку проходят сквозь нашу Землю так же легко, как пуля сквозь туман.

К этому моменту вам уже наверняка очевидно, что хорошие физики способны опередить своих коллег на десятилетия, и это вдвойне справедливо в области нейтринной физики, где прогресс идет медленно и для достижения успеха требуются огромные усилия. Уже в 1940-е годы, задолго до экспериментального открытия частицы, о ней было известно очень много. Впрочем, это знание не подкреплялось достаточным количеством фактов и поэтому вызывало вполне разумные сомнения. К примеру, считалось, что ядерные реакторы должны излучать антинейтрино, а Солнце – нейтрино.

Это были первые дни физики элементарных частиц. Странные новые создания появлялись почти каждый год, в основном благодаря инструментам по изучению космических лучей, расположенным на горных вершинах. Их классифицировали по группам, и постепенно ученые начали формулировать новые правила их поведения.

В 1945-м – в том же году, когда Понтекорво изобрел свой метод выявления, – теоретики Абрахам Пайс и Кристиан Мёллер придумали термин «лептон», от греческого слова lep («легкий»). Это позволило им дать характеристику самым легким из известных частиц – электрону и нейтрино. Помимо сравнительно небольшого веса (в то время считалось, что нейтрино вообще не имеет веса), лептоны также отличались от нуклонов тем, что на них никак не влияло сильное ядерное взаимодействие; они были подвержены лишь слабому.

Одно из первых новых правил было связано с понятием «сохранение лептонов». Давайте внимательнее рассмотрим процесс бета-распада, позволивший Паули выдвинуть идею нейтрино. Когда нестабильное ядро углерода‑14 преобразуется в ядро азота‑14, нейтрон превращается в протон и возникает лептон в виде электрона. Поскольку раньше в этой картине не было лептонов, принцип сохранения лептонов предполагает, что нейтрино, возникающее вместе с электроном, должно иметь форму антилептона или антинейтрино. Поэтому нейтрино, придуманное Паули, фактически представляло собой античастицу. А поскольку именно эта форма бета-распада имеет место в ядерных реакторах, эти последние испускают античастицы, причем в больших количествах.

Нейтрон, меняющийся на протон в изначальной форме бета-распада. До начала распада нет никаких лептонов и никакого электрического заряда. После распада отрицательный заряд электрона компенсирует положительный заряд протона, электронное антинейтрино компенсирует и количество лептонов, и аромат (флейвор) электрона.