606
Беспрецедентные инвестиции в изучение нейтрино
БЕРЛИН, 26 ноября 2019 года. Глобальные климатические изменения последних десятилетий, вызванные в первую очередь безответственным и недальновидным образом жизнедеятельности человека и погоней крупной индустрии за максимальной прибылью, поставили мир на грань экологической катастрофы и, если судить по высказываниям ученых климатологов, многие процессы уже не обратимы. В связи с этим остро встает вопрос о разработке новых технологий и создания новых материалов, способных не только обеспечить растущие потребности населения Планеты в энергии, но и позволяющих кардинально снизить негативное воздействие жизнедеятельности человека на собственную среду обитания
Воздействие жизнедеятельности человека на климат – это многокомпонентная и очень комплексная проблематика, включающая в себя, как утилизацию отходов жизнедеятельности человека, так и отказ от сжигания ископаемого топлива для генерации электроэнергии. В этой связи в фокусе оказываются альтернативные источники энергии: при этом если солнечная и ветровая генерации уже находят широкое применение, то еще один инновационный способ электрогенерации оказался в настоящее время под пристальным наблюдением ученого мира.
В последние несколько лет из разных стран поступает независимо друг от друга информация от групп учёных об успехах в изучении свойств частиц нейтрино, не только физических, но и прикладных, например, в качестве источника энергетики будущего. Последним, поистине сенсационным, но не удивительным оказалось сообщение, подтверждающее по сути то, что в мире началась реальная «научная гонка» в плане исследований в области нейтрино и создания материалов, способствующих получению энергии под воздействием нейтрино.
На днях правительство Великобритании объявило об инвестициях в 30 миллионов фунтов стерлингов в международный проект Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). Это еще раз отчетливо показало общественности и научному миру, государства и политика понимают невероятный потенциал энергии нейтрино и придают важнейшее значение продолжению исследованиям именно в этом направлении.
Этапы в исследовании нейтрино
Присуждение Нобелевской премии по физике за 2015 год за сенсационное открытие, что частицы нейтрино имеют массу, дало беспрецедентный толчок в области изучений этой сверхмалой частицы. Изучение нейтрино – это не просто дань научной моде и не просто интерес определённых групп учёных. Те знания о нейтрино, которые учёные имеют уже сейчас, позволяют ответственно заявить, что нейтрино – станет основой будущей энергетики в мире без ископаемого топлива.
Человечество научилось получать электроэнергию от частиц видимого спектра излучения (солнечный свет), поэтому закономерно было бы утверждение, что есть материалы, которые позволят генерировать электроэнергию и под воздействием космических частиц невидимого спектра излучения (нейтрино). Но как раз здесь мнения ученых разделились, но пока одни критикуют и отвергают возможность получения энергии от частиц невидимого спектра излучения, вторые усиленно работают над изучением свойств нейтрино и технологией получения электроэнергии. Последнее решение правительства Великобритании поддержать эти фундаментальные исследования – лучшее подтверждение значимости и перспективности этого направления.
Интерес к энергии нейтрино – как новому экологичному, чистому и безопасному источнику энергии продолжает расти стремительными темпами. Несколько лет назад никто даже не предполагал, что можно создать материалы, позволяющие генерировать электроэнергию от воздействия нейтрино, достигающих ежесекундно в миллиардных количествах каждый квадратный сантиметр земной поверхности, но в наши дни подобные объявления, как, например, об инвестициях в глобальный научный проект «DUNE» становятся обычным явлением. Возглавляемый Министерством энергетики США эксперимент Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE) будет проводиться в Fermilab, глубоко под плодородными равнинами штата Иллинойс. Проект DUNE, созданный совместными усилиями ученых из 32 стран, ставит своей целью еще глубже раскрыть секреты нейтрино Этот американский исследовательский проект за короткие сроки привлек уже немало инвестиций, он стал поистине любимцем международных исследователей, стремящимся к достижению новых рубежей в науке об энергетике.
К 2026 году Британский совет по исследованиям и инновациям в области науки и техники (STFC) обязался инвестировать в DUNE в общей сложности 45 миллионов фунтов стерлингов, и этот набор из 13 различных грантов на развитие демонстрирует лишь начало процесса за влияние Соединенного Британского Королевства в этом впечатляющем научном проекте, потому что как и во всем действует правило, кто первый - тому достаются слава, почет и максимальная финансовая отдача.
Что же Великобритания и все остальные инвесторы в DUNE хотят увидеть в результате этого проекта? Не что иное, как ответы на энергетическое будущее человечества.
Нейтрино: больше не невидимка
Целью проекта DUNE является обнаружение нейтрино в таких масштабах, которые никогда не были достигнуты ранее. Конечно, главная причина, по которой учёные хотят узнать больше о нейтрино, заключается прежде всего в том, как их можно использовать для развития человечества. Единство науки и промышленности – важная основа технического прогресса, и последние достижения науки в области нейтрино облегчат путь для внедрения будущих neutrinovoltaic устройств.
В этой связи необходимо также отметить результаты сложного научного эксперимента в технологическом институте Карлсруэ (KIT), где исследователи в настоящее время работают над тем, чтобы определить массу покоя нейтрино с невиданной ранее точностью. Только предварительные работы продолжались 15 лет. Теперь команда ученых опубликовала первые результаты, показав, что нейтрино, как минимум, в 500 000 раз легче электрона. В частности, масса частиц составляет не более 1,1 электрон-вольт. Единица электрон-вольт обычно используется в атомной физике для энергии. Но она может быть использована и для массы, потому что, согласно специальной теории относительности Альберта Эйнштейна, масса может быть преобразована в энергию.
Однако всё вышесказанное относится к фундаментальным исследованиям. К прикладным решениям в области преобразования частиц невидимого спектра космического излучения в источник энергии, ближе всех подошли учёные немецкой компании NeutrinoEnergyGroup во главе с дальновидным и прогрессивным бизнесменом и математиком Хольгером Торстеном Шубартом. Компания NeutrinoEnergyGroup первая заявила об этой возможности и в этом году уже завершила работы по созданию Neutrinovoltaic технологии – способа получения постоянного тока как под воздействием частиц нейтрино, так и других излучений, создав многослойный наноматериал.
Следующие шаги в реальность с Neutrino Energy Group
И если научное обоснование и работоспособность Neutrinovoltaic технологии не вызывают ни у кого вопросов, то над автоматизацией процесса нанесения многослойного наноматериала на металлической носитель (фольга) ещё следует кропотливо поработать. Однако Хольгер Шубарт заявляет, что компания уже приступила к работам по созданию такой автоматической линии.
Компания NeutrinoEnergyGroup является международным консорциумом, объединяющим ученых и инженеров в области нейтринных исследований и технических прикладных решений. Основной своей задачей они видят в ближайшем будущем внедрение в промышленное производство нейтринные энергетические устройства для потребителя, так называемых Neutrino Power Cube, начиная с устройств для питания смартфонов и заканчивая автономными модулями генерации электроэнергии в промышленных масштабах. Действительно – достойная задача, учитывая, как остро нуждается человечество не только в глобальных исследовательских проектах по изучению фундаментальных основ, но более всего в новых практичных, не дорогих и прежде всего экологически безопасных источниках генерации электроэнергии.
