на поверхности упала бы до приемлемых значений, детектор можно было поднять из шахты и прочитать результаты, записанные на устройстве.
Впрочем, эта смелая концепция так и не была реализована. Когда ученые представили ее на семинаре в Лос-Аламосе, один из их коллег предложил заменить бомбу реактором. Рейнес и Кован оперативно создали новую концепцию и вновь обратились к Ферми, на этот раз в письме. Теперь мастер был более оптимистичен:
Очевидно, что ваш новый метод намного проще с точки зрения реализации и обладает серьезным преимуществом – вы можете повторять измерения любое количество раз… Я не вижу ни одной причины, по которой эта идея не сработала бы136.
Метод Рейнеса и Кована в корне отличался от того, что предлагал Понтекорво. У нового метода имелось и еще одно преимущество – детектор можно было настроить на улавливание антинейтрино, которые, как ожидалось, будут исходить из реакторов.
Детектор напоминал по форме сэндвич с ветчиной: у него было два слоя «ветчины» и три слоя «хлеба», один из которых располагался в центре, между «ветчинными» слоями, а еще два – сверху и снизу. «Ветчинные» слои представляли собой емкости с водным раствором хлорида кадмия, а «хлебные» – емкости с жидким сцинтиллятором, состояние которого контролировали оптические детекторы (сцинтилляторы – это материалы, которые отдают свет при прохождении через них заряженных частиц или гамма-лучей).
Метод был основан на процессе обратного бета-распада с участием позитрона (этот процесс был описан Жолио-Кюри). Антинейтрино из реактора сталкивается со свободным протоном в воде целевого слоя, в результате чего превращается в нейтрон и выбрасывает позитрон. Это приводит к появлению двух вспышек света. Первая возникает почти сразу же после того, как позитрон находит ближайший электрон, и они подвергаются взаимной аннигиляции, отправляя два фотона в противоположных направлениях. Именно поэтому между целевыми, «ветчинными» слоями располагаются «хлебные» слои, предназначенные для выявления нейтрино: аннигиляция одновременно осветит соседние емкости со сцинтиллятором. Затем новорожденный нейтрон задерживается в жидкости «ветчинной» емкости в течение примерно пяти миллионных секунды, после чего его захватывает одно из ядер растворенного кадмия. Возникающая при этом секундная вспышка гамма-луча освещает две емкости, наполненные сцинтиллятором. Задержка в пять микросекунд служит признаком нейтринного взаимодействия, позволяющим отделить его от шума, создаваемого заряженными частицами в составе космических лучей, которые будут неминуемо просачиваться сквозь детектор и рассеивать нейтроны и протоны из реактора.
Кован и Рейнес провели первый этап своих экспериментов в начале весны 1953 года на реакторе в Хэнфорде, штат Вашингтон (этот реактор в свое время использовался для создания оружейного плутония для бомбы, которая затем будет сброшена на Нагасаки137). Несмотря на высокий уровень шума от космических лучей,
