Как использовать ейтрино для связи с подлодками

Патрик Губер из Технологического института Вирджинии предложил использовать нейтрино для осуществления односторонней связи с атомными подводными лодками. Статья исследователя еще не принята к публикации, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org.

Известно, что нейтрино крайне слабо взаимодействуют с материей. С одной стороны это преимущество, поскольку материальные преграды, такие как толща океана, не являются для них препятствием. С другой стороны процесс регистрации сигнала оказывается крайне сложным делом. Например, при взаимодействии нейтрино с обычной материей образуются короткоживущие элементарные частицы мюоны. Обычно физики регистрируют именно их.

Для осуществления связи Губер предлагает использовать нейтринный луч высокой интенсивности. Данный луч предлагается направлять на регион, где находится подлодка. В результате в этом регионе будут образовываться мюоны, которые предлагается регистрировать детекторами на борту подлодки (вообще говоря весь корпус лодки предлагается превратить в гигантский детектор). Кроме этого предлагается видеть свечение Черенкова-Вавилова, вызываемое мюонами.

В настоящее время для связи с подлодками во время погружения используется низкочастотное электромагнитное излучение. При этом скорость передачи данных составляет не более 100 бит в секунду при использовании специальной антенны, которая всплывает на небольшую глубину. Нейтринная связь, по подсчетам Губера, также может обеспечить скорость передачи данных до 100 бит в секунду без использования антенн.

На пути практической реализации технологии в настоящее время имеется большое количество препятствий. Так, например, один из наиболее интенсивных нейтринных источников на планете расположен в Лаборатории Ферми в США. Этот источник в течение последних двух лет посылает луч на детектор нейтрино на расстоянии 5000 километров от лаборатории. За это время было зарегистрировано около 730 мюонов. Это означает, что скорость передачи данных с использованием подобного источника составляла бы около одного бита в день. Таким образом, для практической реализации необходимы источники, интенсивность которых будет выше на порядки.

Другим ограничением предложенной технологии является тот факт, что связь можно будет осуществлять только в одном направлении. Кроме этого, чтобы поймать сигнал, лодка должна находиться в известном районе в известное время.