Официально введен в эксплуатацию российский нейтринный телескоп Baikal-GVD — массив оптических детекторов нейтрино, который размещен в толще воды в южной части озера Байкал. Строительство телескопа идет с 2015 года, сбор данных о нейтрино с его помощью физики начали в в 2016 году. О церемонии запуска с участием главы Минобрнауки Валерия Фалькова и руководителей организаций-участниц проекта сообщает агентство ТАСС.
Установку Baikal-GVD (Gigaton Volume Detector) с 2015 года строят физики из Института ядерных исследований РАН совместно с коллегами из дубненского Объединенного института ядерных исследований и учеными из Германии, Польши, Словакии и Чехии. Каждый год в конце зимы ученые опускают в озеро новые кластеры — «гирлянды», на каждой из которых установлены 192 оптических модуля с фотоумножителями для фиксации вспышек черенковского излучения, возникающих в толще воды под действием нейтрино высоких энергий.
К настоящему времени установлено семь кластеров, в этом году планируется запустить восьмой. После установки восьмого кластера эффективный объем детектора — объем, в котором он способен «видеть» вспышки и идентифицировать частицы — должен достичь 0,4 кубического километра. В перспективе планируется довести эффективный объем телескопа до кубического километра.
Нейтрино очень слабо взаимодействует с веществом, чтобы зафиксировать такое единичное взаимодействие требуются огромные детекторы с сотнями и тысячами тонн жидкого сцинтиллятора и сотнями фотодетекторов, отслеживающих слабые вспышки при таких взаимодействиях. Но даже такие нейтринные инструменты «ловят» по нескольку десятков нейтринных событий в год. Об одном из таких детекторов — установке Borexino — читайте в материале «Лаборатория под горой».
Особый интерес для физиков представляют астрофизические нейтрино, то есть нейтрино сверхвысоких энергий, которые могут рождаться в активных ядрах галактик. Поскольку нейтрино не реагируют на магнитные поля как заряженные частицы, не поглощаются межзвездной пылью, как фотоны, они несут информацию «с места событий». В частности, именно нейтрино первыми рассказали ученым о вспышке сверхновой 1987А в Магеллановом облаке — до того, как астрономы увидели оптическую вспышку.
Однако нейтрино непрерывно рождаются на Солнце, в недрах Земли, в атмосфере, в ядерных реакторах, и чтобы вычленить из этого фона относительно редкие астрофизические нейтрино, нужны действительно огромные детекторы, в которых в качестве «рабочего тела» используют огромные объемы воды или льда. Самая большая и самая знаменитая установка этого класса — нейтринный телескоп IceCube, массив оптических детекторов вмороженных в толщу антарктического льда, который начали строить в 2005 году, а в 2010 году довели его объем до кубического километра. О его работе мы писали в материале «Ледяное нейтрино».
Объем IceCube — 1 кубический километр, и к настоящему времени установка зарегистрировала около 100 нейтрино сверхвысоких энергий, в том числе несколько с энергией более петаэлектронвольта. Baikal-GVD начали строить относительно недавно, поэтому его результаты пока скромнее. Научный руководитель проекта, физики из ИЯИ РАН Григорий Домогацкий сообщил N+1, что к настоящему времени физики «увидели» с помощью байкальской установки 12 кандидатов с энергиями до сотни тераэлектронвольт, из которых примерно половина после проверки и подтверждения может оказаться «настоящими» астрофизическими нейтрино.
О задачах байкальского телескопа и истории «подводной» и «подледной» нейтринной астрономии читайте в нашем материале «Кто стрелял?».