Масатоси Косиба¶

Масатоси Косиба — японский физик, лауреат Нобелевской премии по физике 2002 года за новаторский вклад в астрофизику, в частности за обнаружение космических нейтрино. Один из основателей нейтринной астрономии, создатель детектора «Камиоканде» и его усовершенствованной версии «Супер-Камиоканде».

¶Биография

Масатоси Косиба родился 19 сентября 1926 года в городе Тоёхаси, префектура Айти, Япония. В 1945 году поступил на физический факультет Токийского университета, который окончил в 1951 году. В 1953 году получил степень магистра, а в 1955 году — докторскую степень (Ph.D.) в Университете Рочестера (США) под руководством Мортона Каплана. После защиты докторской диссертации Косиба работал в Институте ядерных исследований Токийского университета, а затем в 1960 году стал профессором Токийского университета.

В 1970-х годах Косиба переключился с физики высоких энергий на астрофизику, что привело к созданию детектора нейтрино. В 1987 году он сыграл ключевую роль в регистрации нейтрино от сверхновой SN 1987A, что стало первым прямым наблюдением внесолнечных нейтрино. За этот вклад он был удостоен Нобелевской премии по физике в 2002 году (совместно с Раймондом Дэвисом-младшим и Риккардо Джаккони). Косиба скончался 12 ноября 2020 года в Токио в возрасте 94 лет.

¶Научная деятельность

¶Создание детектора «Камиоканде»

В начале 1980-х годов Косиба предложил построить в Японии крупномасштабный детектор для регистрации нейтрино. Проект получил название «Камиоканде» (Kamioka Nucleon Decay Experiment, Kamiokande). Детектор был размещён в шахте Камиока (префектура Гифу, Япония) на глубине 1000 метров для защиты от космических лучей. Основной задачей «Камиоканде» был поиск распада протона, но Косиба также адаптировал его для регистрации солнечных нейтрино.

Детектор представлял собой резервуар с 3000 тоннами сверхчистой воды, окружённый фотоумножителями. При взаимодействии нейтрино с водой рождались заряженные частицы, которые испускали черенковское излучение, регистрируемое фотоумножителями. В 1987 году «Камиоканде» зафиксировал 11 нейтринных событий от сверхновой SN 1987A, что подтвердило теоретические модели взрывов сверхновых.

¶«Супер-Камиоканде»

В 1996 году под руководством Косибы был запущен «Супер-Камиоканде» (Super-Kamiokande) — усовершенствованная версия детектора с 50 000 тоннами воды и 11 200 фотоумножителями. Этот детектор стал крупнейшим в мире нейтринным телескопом на тот момент. «Супер-Камиоканде» позволил провести точные измерения потока солнечных нейтрино и обнаружить нейтринные осцилляции — явление, при котором нейтрино одного типа (электронные) превращаются в другие (мюонные или тау-нейтрино). Это открытие показало, что нейтрино имеют ненулевую массу, что противоречило Стандартной модели физики элементарных частиц.

¶Нейтринная астрономия

Косиба считается одним из основоположников нейтринной астрономии. Его работы позволили наблюдать нейтрино от Солнца и сверхновых, что дало новое окно для изучения астрофизических объектов. В отличие от фотонов, нейтрино почти не взаимодействуют с веществом, поэтому они несут информацию из недр звёзд, недоступную для оптических телескопов. В 2002 году Нобелевский комитет отметил, что открытия Косибы «открыли новые горизонты в астрофизике».

¶Награды и признание

• Нобелевская премия по физике (2002) — совместно с Раймондом Дэвисом-младшим «за пионерский вклад в астрофизику, в частности за обнаружение космических нейтрино» (Косиба и Дэвис) и Риккардо Джаккони «за открытие космических рентгеновских источников».
• Премия Вольфа по физике (2000) — за обнаружение нейтрино от сверхновой и солнечных нейтрино.
• Премия Асахи (1987) — за создание детектора «Камиоканде».
• Орден Культуры (Япония, 2002).
• Член Японской академии наук (с 2002).
• Иностранный член Национальной академии наук США (с 2002).

¶Интересные факты

• В 1987 году, когда «Камиоканде» зафиксировал нейтрино от сверхновой, Косиба и его команда не сразу поняли значение события. Первоначально они подумали, что это шум, но после анализа данных осознали, что наблюдают внесолнечные нейтрино.
• Косиба был известен своим строгим стилем руководства, но также и заботой о молодых учёных. Многие его ученики стали ведущими физиками в Японии и мире.
• В 2004 году в честь Косибы был назван астероид (6980) Косиба.

¶Источники

• Нобелевская лекция Масатоси Косибы (2002) — «Birth of Neutrino Astrophysics».
• Биография на сайте Нобелевского комитета.
• Статья в журнале «Nature» (2020) — «Masatoshi Koshiba (1926–2020)».
• «Super-Kamiokande Collaboration» — официальные отчёты о результатах эксперимента.
• Книга «Neutrino Astrophysics» (1992) — автор М. Косиба.