Что за глубоководный нейтринный телескоп Baikal-GVD?
В пятницу, 12 марта, на Байкале запускают самый крупный в Северном полушарии глубоководный нейтринный телескоп Baikal-GVD. Установка позволит ученым проводить уникальные геофизические и гидрологические исследования, а также изучать эволюцию галактик и Вселенной, сообщили в Министерстве науки и высшего образования России.
Что представляет собой телескоп Baikal-GVD и зачем он нужен?
Строительство первого байкальского нейтринного телескопа было завершено в 1990-е годы. Нынешний запуск включает в себя новую — усовершенствованную — версию, которая создавалась с 2015 года. Над реализацией проекта трудились представители международной группы инженеров во главе с Объединенным институтом ядерных исследований (ОИЯИ) из подмосковной Дубны и московским Институтом ядерных исследований РАН.
Нейтринный телескоп Baikal-GVD создан для регистрации и исследования потоков нейтрино сверхвысоких энергий от астрофизических источников. С его помощью специалисты смогут исследовать процессы с огромным выделением энергии, которые происходили во Вселенной в далеком прошлом.
Нейтрино являются нейтральными частицами, которые не имеют заряда и обладают малой массой и скоростью, близкой к световой. Они также слабо взаимодействуют с окружающим веществом. Специалисты уверены, что свойства нейтрино позволяют этим частицам достигать Земли из недр галактик, не претерпевая серьезных изменений. При этом обычные телескопы не всегда могут разглядеть далекие космические объекты либо же делают это с серьезными искажениями.
Так, ожидается, что байкальский нейтринный телескоп поможет разгадать механизм рождения во Вселенной нейтрино, которые в миллиарды раз энергичнее солнечных нейтрино.
Телескоп включает систему глубоководных станций (гирлянд) и стальных тросов, которые прикрепляются ко дну озера при помощи якорей. В верхней части Baikal-GVD закреплен с помощью поплавков (кухтылей), которые не дают ему опрокинуться. Установка включает 36 оптических модулей, расположенных на расстоянии 15 метров друг от друга, а также гидроакустические и электронные модули, которые обеспечивают электропитание, сбор данных, синхронизацию, управление и т. д.
Глубоководные станции объединяются в кластеры, каждый из которых соединен оптоэлектрическим кабелем с береговым центром. В этом центре дежурные операторы и электрики осуществляют круглосуточный контроль за работой телескопа.
Почему телескоп разместят на Байкале?
Для того чтобы «поймать» нейтрино, необходимы большие объемы максимально прозрачного вещества, с которым они взаимодействуют. Байкал же является самым большим и чистым озером на планете с подходящим для исследований льдом. Вода озера и его расположение также позволят уберечь установку от различных фоновых процессов.
Ранее идея погрузить фотодетекторы в прозрачный антарктический лед привела к созданию на Южном полюсе группой зарубежных ученых нейтринного телескопа IceCube. С его помощью в 2010-2013 годах были зарегистрированы первые астрофизические нейтрино высоких энергий, т. е. нейтрино, появившиеся за пределами Солнечной системы. Регистрация данных нейтрино подтвердила необходимость создания аналогичных телескопов близкой мощности в Северном полушарии, чтобы вести исследование источников этих частиц высоких энергий по всей небесной сфере.
Данные, которые будут получены с помощью Baikal-GVD, войдут в экспериментальную базу исследований проблем астрономии и астрофизики элементарных частиц. Так, еще в период создания телескопа благодаря его детекторам специалисты смогли спрогнозировать три-четыре события от нейтрино высоких энергий астрофизической природы в 2021-2022 годах.
