Счётчик Гейгера и космические лучи: 46 суток наблюдений за редким эффектом

Дневник одного эксперимента. В сентябре–ноябре 2026 года я записывал непрерывный счёт радиоактивного источника на самодельной установке в Московской области и искал, от чего может зависеть скорость ядерного распада. Поискал — и нашёл кое-что неожиданное. Это рассказ о том, что именно, и почему я пока не готов называть это открытием.

Сразу скажу, что я не претендую на профессиональное занятие наукой, а занимаюсь научными экспериментами исключительно, как хобби. Поэтому, способ обнародования результатов этих занятий я волен выбирать самостоятельно.

Установка

Сердце системы — плата дозиметра K20041 (китайский кит-набор с Ozon), в которой штатный стеклянный счётчик Гейгера заменён на советский Бета-1-1 со слюдяным окном. Рядом с ним в том же корпусе — источник Б-8 из комплекта военного дозиметра ДП-5: металлическая подложка с каплей эпоксидной смолы, содержащей соединение стронция-90, закрытой тонкой фольгой. Фактически это равновесная пара ⁹⁰Sr–⁹⁰Y — практически чистый бета-излучатель: стронций даёт электроны с энергиями до 0,55 МэВ, дочерний иттрий — до 2,28 МэВ, гамма-компонента почти отсутствует. Источнику около 45 лет, за это время активность упала примерно втрое; для моих относительных измерений это неважно, но абсолютную активность я не аттестовал — все выводы ниже относительные. За окно наблюдений (46 суток) активность снижается всего на ~0,3% — эту светскую убыль учитывает линейный тренд в регрессии.

Счётчик и источник размещены в герметичном алюминиевом корпусе, корпус — в картонном кожухе (термический буфер и защита от сквозняков). Крупные щели заделаны, вывод сигнала и ввод питания — через герметичный разъём. Импульсы поступают на аудиовход ПК, где стандартной свободной программой «Логгер радиоактивного фона» (автор — ЛУТ, форум «Космопоиска», 2015; forum.kosmopoisk.ru/index.php?topic=6757.0

) подсчитываются и накапливаются с часовыми метками. Порог срабатывания выставлен по встроенному осциллографу АЦП — это исключает пропуски и двойной счёт от шумового дрейфа. Конверсия счёта в дозу не используется: анализирую чистое число импульсов.

Средний счёт — около 311 тысяч отсчётов в час. Статистическая точность часового значения — ±0,18%, суточного — ±0,07%. Это достаточно, чтобы видеть эффекты в 0,3–0,5%.

Сама установка находилась в отапливаемом помещении с колебаниями температуры не более +-2 градуса Цельсия.

Данные метеостанции я брал с узла в ~100 км от точки наблюдения; с запаздыванием синоптических фронтов до полусуток, поэтому все корреляции с погодой искал на суточной сетке и со сканом лагов.

Урок первый: статическое электричество на источнике

Прежде чем искать тонкие эффекты, пришлось побороть грубые. Самая коварная из найденных систематик — электризация самого бета-источника.

Механизм такой. Бета-распад выбрасывает из источника электроны — источник постепенно заряжается положительно. Пока заряд стекает через подложку, это не играет роли. Но если подложка изолирована, потенциал растёт, и сказываются сразу два эффекта, оба понижающие счёт. Первый: положительно заряженный источник создаёт для собственных бета-электронов тормозящее (противо)поле — чтобы покинуть заряженное тело, электрон должен дополнительно преодолеть барьер eV, и эффект сильнее всего бьёт по мягкой части спектра, то есть именно по той, что проходит через слюдяное окно. Второй: тот же барьер отнимает у каждого вылетевшего электрона до eV энергии ещё до выхода из поля источника, и мягкие электроны с потерянными первыми десятками кэВ либо не проходят слюду, либо дают импульсы ниже порога дискриминации. Итог один: счёт падает.

Потенциал определяется балансом постоянной зарядки от распада и переменного стока через воздух, проводимость которого зависит от влажности. Данные при этом «скачут» без видимой закономерности.

Оба лекарства я применил до начала представленной серии измерений: подложка источника надёжно заземлена, коробка герметизирована. До этого данные вели себя именно так, как описано выше, — и с тех пор скачки не возобновлялись. Поэтому в основном ряде эту систематику следует считать устранённой по построению, а не по результатам обработки.

Полезное следствие герметизации: внутренняя влажность замкнутого объёма «законсервирована» на момент закрытия коробки и за полтора месяца меняться практически не может. Значит, если в данных всё же остаётся корреляция счёта с внешней влажностью (а она остаётся — см. ниже), она не может объясняться разрядкой источника через внутренний воздух: этот канал перекрыт дважды — заземлением и герметичностью. И ещё знак-диагностика: зарядка давала бы положительную связь «влажнее — лучше сток — выше счёт», у меня же наблюдается обратная. Так что даже без аргумента о герметичности данные сами подсказывают: остаточный влажностный эффект — не зарядка.

Это наблюдение, на мой взгляд, стоит того, чтобы его знали все, кто строит подобные установки. Оно же, возможно, объясняет часть истории с «погодными» вариациями распада в литературе: корреляции с точкой росы и влажностью — фирменный симптом этой группы работ — имеют готовый приборный механизм без всякой новой физики. Влажность в таких случаях — не причина, а маркер: она выдаёт состояние зарядки источника.

Что я искал и почему

Существует давняя (и спорная) гипотеза: скорость ядерного распада может слегка модулироваться внешними условиями — вплоть до нейтринных потоков от Солнца. Программа с историей: Дженкинс, Фишбах и Стурачок с 2009 года (радиоуглерод в Брукхейвене, вспышка декабря 2006), годовые вариации ~0,1% и «солнечный» 27-суточный период. Все эти работы настигла одна и та же беда: модуляции совпадали по фазе с лабораторной температурой и влажностью. Классическая ловушка, в которую попадало любое «открытие» такого рода.

Поэтому свой эксперимент я задумал с двумя правилами: метеопараметры обязательно входят в модель (не как «поправка на всякий случай», а как контроль), а реперная проверка — то, что можно поймать на собственном приборе.

Ниже на рис. 3 график почасовых данных, собранных моим счётчиком Гейгера за 1,5 месяца.

Серыми полосами помечены провалы в сборе данных, вызванные пропаданием электропитания на установке.

Первая находка: погода

За 46 суток счёт модулировался на ±0,5% синоптическими фронтами — и так, как и ожидать от внешней среды: влажность и облачность приходят с запаздыванием около суток, температура действует мгновенно. Регрессия на суточной сетке описывает счёт на R² ≈ 0,81. Готовый лозунг: «сухо и ясно — счёт больше». Устойчиво, во всех вариантах модели.

А вот суточного хода счёта в этих данных не оказалось — амплитуда не превышает 0,3% и не выходит за нулевую полосу бутстрапа (p ≈ 0,9). Об этом честно пишу: у меня был красивый профиль «максимум в середине утра», и он умер в правильном тесте.

Главная находка: счёт следует за космическими лучами

Остатки счёта (после вычета погоды и тренда) я наложил на данные нейтронного монитора ИЗМИРАН (Троицк, та же широта, то же небо; кривую я оцифровал по изображению с их сайта с калибровкой по рискам и сетке — точность ±0,05% по уровню). Согласование получилось неожиданно сильным:

• корреляция r = 0,37 при запаздывании счёта на ~2 суток, значимость на перестановочных тестах p ≈ 0,01–0,05 (в зависимости от того, насколько консервативно учитывать автокорреляцию рядов);

• добавка ГКЛ к погодной регрессии поднимает описанную долю с R² = 0,81 до 0,86;

• масштаб: ~0,3–0,6% счёта на 1% вариации космических лучей;

• знак тот же, что и у антикорреляции с солнечным индексом F10.7, — так что обе линии сходятся в одну картину: солнечная активность → сильнее гелиосфера → меньше галактических лучей → меньше счёт.

Проверки устойчивости: джекнайф по суткам (коэффициент держится в 1650–2080 отсч./ч на 1% ГКЛ во всех вариантах), исключение интерполированных дыр, согласованность двух независимых методов оценки лага. И отдельно важный момент чистоты: сам космический фон за окно скоррелировал с местной температурой (r = −0,73) — но это не порча данных, а совпадение синоптики. Температура в регрессии уже держится под контролем, и связь выжила именно вопреки ей, а не благодаря.

Чего я при этом НЕ утверждаю

1. Прямое детектирование космических лучей счётчиком исключено. Фон от космических частиц — доли процента от счёта источника; даже ±1% колебания фона дали бы ±0,01% счёта, а наблюдается 0,3–0,6% на 1%. Значит, канал не «счётчик ловит мюоны», а что-то, действующее синхронно с гелиосферой, но по-другому.

2. Статистика на 46 сутках — это «сильный намёк», не открытие. Одно окно, одна оцифровка чужого графика.

3. Интерпретация открыта. Три кандидата: (а) неизмеряемый атмосферный посредник — ионизация, аэрозоли, электрическое состояние атмосферы; (б) прямой космофизический канал на источник; (в) неопознанный приборный эффект, синхронный с гелиосферой. Скептик поставит на (в), и будет по-своему прав, пока не доказано обратное.

Что решит вопрос

• Двойная регистрация. Если параллельно поставить второй независимый детектор на тот же источник — например, фотоэлектронный умножитель со сцинтиллятором — и оба начнут одновременно повторять космический фон, это будет несравнимо сильнее любых корреляций одного прибора.

• Годовой тест. Если модуляция идёт от солнечных нейтрино, счёт обязан дать годовой ход ±3,4% (эксцентриситет орбиты Земли). Одна зима — и вопрос закрыт.

• Форбуш-предсказание. Если счётчик реально следует за космическими лучами с лагом ~2 суток, следующий форбуш-спад на мониторе должен повториться в счёте с амплитудой ~0,6% на 1% глубины спада. Это фальсифицируемое предсказание, которое можно проверить уже этой зимой.

Данные и обработка

Все ряды (счёт, погода, оцифрованный космический фон) и все шаги обработки — открыты. Оцифровку кривой ИЗМИРАН я делал по изображению с их сайта; ссылка на первоисточник — в комментариях к данным. Настройки логгера стандартные, порог срабатывания зафиксирован на всю серию.

Файл с моими данными и данными погоды и ИЗМИРИАН на Я-диск: https://disk.yandex.ru/i/8wVNuneNHTQZ6Q

Данные погоды брал с сайта: https://meteo9.ru/archive_v_moskve_vdnh/Se7X

Данные по ГКЛ с Троицка брал тут: http://cr0.izmiran.ru/mosc/main.htm

Благодарю доктора физико-математических наук Васильева Бориса Васильевича за консультационную помощь в создании установки.