Космические частицы каждую секунду проходят сквозь нас: опасны ли нейтрино и мюоны

Космические частицы каждую секунду пролетают сквозь Землю и человеческое тело, но для большинства людей это не представляет реальной угрозы. Речь прежде всего о нейтрино и мюонах — невидимых «гостях» из космоса, которые помогают ученым исследовать Вселенную. Их гораздо больше, чем можно себе представить, однако почти все они проходят сквозь нас без каких-либо последствий.

Почему нейтрино почти невозможно заметить

Нейтрино не имеют электрического заряда и почти не взаимодействуют с веществом. По оценкам физиков, через тело человека каждую секунду пролетает около 100 триллионов таких частиц, преимущественно рожденных в недрах Солнца во время термоядерных реакций. Часть нейтрино прибывает из гораздо более драматических источников — взрывов сверхновых или областей вокруг сверхмассивных черных дыр. Для сравнения: даже за десятилетия жизни лишь единицы из них могут столкнуться с атомом в человеческом организме.

Уловить нейтрино чрезвычайно сложно. Например, детектор IceCube в Антарктиде использует около кубического километра прозрачного льда и тысячи световых сенсоров, которые регистрируют короткие вспышки от редких столкновений.

Опасны ли нейтрино для человека

Практически нет. Из-за ничтожной массы, отсутствия заряда и исключительно слабого взаимодействия нейтрино не создают для человека заметного радиационного риска — защитный костюм или бетонные стены здесь не нужны.

Как мюоны образуют природное космическое излучение

Другая часть космического потока начинается с протонов и ядер тяжелых элементов, которые почти со скоростью света врезаются в верхние слои атмосферы. После этого возникает целый каскад вторичных частиц, среди которых на поверхность Земли чаще всего долетают мюоны. Они похожи на электроны, но значительно тяжелее и имеют отрицательный заряд.

На уровне моря через участок площади в один квадратный сантиметр за минуту проходит примерно один мюон. Через ладонь за секунду могут пролететь один-два таких заряда, а сквозь всё тело — от нескольких десятков до сотен. Мюоны и нейтрины действительно добавляют свою долю к природному радиационному фону, однако полученная из космоса доза для рядового человека составляет около 0,4 миллизиверта в год. Это всего лишь часть общего природного облучения, которое оценивают примерно в 2,4 миллизиверта в год.

На высоте риск немного возрастает, поэтому экипажи самолетов получают больше космического излучения, чем люди на земле. Именно поэтому для летного персонала во многих странах ведут отдельный учет доз.

Как космические частицы помогают науке

То, что мюоны легко проходят сквозь плотные материалы, превратило их в природный инструмент для сканирования. С их помощью исследователи находили скрытые полости в египетских пирамидах, а также изучали внутреннее строение вулканов без сверления породы.

Высокоэнергетические нейтрино открывают другую перспективу: они несут информацию о самых экстремальных местах Вселенной, откуда свет и радиоволны не могут выйти сквозь плотные облака материи. Так что космос действительно постоянно «бомбардирует» Землю, но для человека это скорее невидимый природный фон и ценное источник научных данных, а не повод для страха.