Космический телескоп установлен в загадочном озере России

В России развернут крупнейший в мире подводный телескоп

Нейтринный телескоп Байкал-ГВД (Гигатонный объемный детектор) строится с 2015 года. С тех пор каждый год с февраля по апрель физики из Института ядерных исследований РАН вместе с коллегами из Дубненского объединенного института для ядерных исследований устанавливаются новые кластеры.

Сам телескоп находится на расстоянии 3,6 километра от берега и достигает глубины 1366 метров. Каждый кластер установки включает 8 гирлянд длиной 525 метров с 36 оптическими модулями на каждой, записывающими Черенковское излучение. Расстояние между гирляндами составляет 70 метров, а между фотоприемниками на гирлянде — 15 метров.

На сегодняшний день установлено семь кластеров, а восьмой запланирован на апрель этого года. После установки восьмого кластера эффективный объем детектора должен составить 0,4 кубических километра. В будущем полезный объем телескопа должен быть увеличен до кубического километра.

Нейтрино очень слабо взаимодействует с веществом; Чтобы обнаружить такое единичное взаимодействие, требуются огромные детекторы с сотнями и тысячами тонн жидкого сцинтиллятора и сотни фотодетекторов, отслеживающих слабые вспышки во время таких взаимодействий. Но даже такие нейтринные приборы «ловят» всего несколько десятков нейтринных событий в год.

Особый интерес для физиков представляют астрофизические нейтрино. Это нейтрино сверхвысоких энергий, которые могут образовываться в активных ядрах галактик. Поскольку нейтрино не реагируют на магнитные поля, как заряженные частицы, они не поглощаются межзвездной пылью, как фотоны, а несут информацию «с места происшествия».

В частности, именно нейтрино первыми рассказали ученым о взрыве сверхновой в Магеллановом Облаке в 1987 году — до того, как астрономы увидели оптическую вспышку.

Однако нейтрино непрерывно рождаются на Солнце, в недрах Земли, в атмосфере, в ядерных реакторах, и чтобы изолировать относительно редкие астрофизические нейтрино от этого фона, нужны действительно огромные детекторы, в которых огромные объемы воды или лед используются в качестве «рабочей жидкости».

Какие преимущества у Байкал-ГВД перед нейтринным телескопом IceCube?

Самая большая и известная установка этого класса — нейтринный телескоп IceCube, массив оптических детекторов, вмороженных в толщу антарктического льда, который начали строить в 2005 году, а в 2010 году увеличили его объем до кубического километра. Недавно мы писали о последнем открытии нейтринного телескопа IceCube.

Объем IceCube составляет 1 кубический километр, и на данный момент установка зарегистрировала около 100 нейтрино сверхвысоких энергий, в том числе несколько с энергиями, превышающими петаэлектронвольт. Байкал-ГВД начали строить сравнительно недавно, поэтому результаты пока скромнее.

Тем не менее, у Байкал-ГВД есть еще одно принципиальное преимущество перед IceCube — меньшее угловое разрешение. Дело в том, что лед рассеивает свет намного сильнее, чем вода. Из-за этого для большинства астрофизических нейтрино, зарегистрированных IceCube, угловое разрешение очень высокое — до 15 градусов, а это означает, что невозможно точно восстановить местоположение источника астрофизических нейтрино по таким событиям. Напротив, ожидается, что Байкал-ДГС будет иметь более высокое угловое разрешение 2–3 градуса, что типично для подводных нейтринных телескопов.

Сделал ли нейтринный телескоп Байкал-ГВД какие-либо открытия?

Нейтринный телескоп Байкал-ГВД еще не достроен, но это не значит, что он не работает. С 2016 года ученые собирают и обрабатывают данные, полученные на уже установленных кластерах.

Научный руководитель проекта, физик из Института ядерных исследований Григорий Домогацкий недавно сообщил, что к настоящему времени ученые «увидели» 12 кандидатов с энергиями до сотен тераэлектронвольт на установке «Байкал», из которых около половины после проверки. и подтверждение, могут оказаться «настоящими» астрофизическими нейтрино.