«Сибирский. Новостной» объявляет о старте нового проекта – теперь он будет знакомить своего читателя с уникальными вещами, которые сотворены человеком, представляют собой промышленные и научные достижения наших земляков. Начнём же с нейтринной обсерватории, расположенной на дне Байкала. Благодаря ей учёные знакомятся с явлениями, происходящими как в самом озере, так и далеко за пределами нашей Вселенной.
На прошлой неделе мы завершили проект «Природные чудеса Сибири», который на протяжении нескольких месяцев рассказывал о её невероятных творениях, ради которых туристы едут исследовать наш суровый, но прекрасный край.
Однако в Сибири встречаются удивительные вещи, к созданию которых свои знания и таланты приложил человек. Отныне мы будем знакомиться с некоторыми из них. Первым в этом списке значится удивительнейшее творение учёных нейтринный телескоп Baikal-GVD (Gigaton Volume Detector).
Один из трёх в мире
Экспедиция на Байкале, 1988-1989 годы. Фото из архива ИЯИ РАН
Байкальский нейтринный глубоководный телескоп Baikal-GVD, один из трёх в мире, заработал четыре года назад – официальная церемония его запуска состоялась 13 марта 2021 года. Сегодня телескоп, погружённый на 1,5 километра в глубину сибирского озера, входит в Глобальную нейтринную сеть наряду с американским IceCube, который установлен на Южном полюсе, и европейским KM3NeT, обосновавшемся в Средиземном море.
Надо отметить, что проект по созданию телескопа учёные из Иркутска и других городов страны начали осуществлять в далёком 1981-м. Сбор данных начался в 2016-м – тогда работал только один кластер этого уникального прибора. На сегодняшний день он выгладит как огромная подводная обсерватория, которая представлена 4 100 оптическими модулями и 13 кластерами высокочувствительного оборудования. Постепенно специалисты совершенствуют сооружение. Например, в марте 2025 года очередная экспедиция дополнила его 14-м кластером.
Космические курьеры
Выглядит телескоп, по рассказам учёных, как огромная гирлянда из прозрачных шаров. Внутрь каждого помещены чувствительные датчики. Их цель ловить нейтрино – микроскопические космические частицы, которые почти не имеют массы и электрического заряда, преодолевают огромные расстояния, не вступая в какие-либо реакции, а попадая в воду, производят слабые вспышки света. Учёные полагают, что большинство нейтрино возникли во времена Большого взрыва и хранят информацию о том, что происходило миллиарды лет назад. Полученные от них данные, могут пролить свет на историю зарождения Вселенной и на происходящие в ней события.
Так выглядит подводная обсерватория, объём которой составляет около 0,4 кубического километра. Источник: habr.com
«Мы можем зарегистрировать частицу, которая летела к Земле три миллиарда лет, - рассказывает в своих интервью директор объединённого института ядерных исследований Григорий Трубников. – Всю информацию, которую она по пути накопила, возможно восстановить из сигнала этой частицы».
Однако не нужно думать, что всё так просто: чтобы отделить нейтрино от лишнего «шума» или эффектов других частиц, порой уходят годы. Затем ещё предстоит выделить астрофизические данные, полученные от очень далёких частиц. И вот только тогда, когда эта гигантская работа проведена, можно приступать к расшифровке той информации, которую принесли с собой космические курьеры: узнать, как рождаются и умирают галактики, выяснить из каких объектов они состоят и как взаимодействуют друг с другом.
Оптический модуль, который улавливает энергию нейтрино. Фото: Фото: globaltimes.cn
Вы знаете, что в центре нашей Галактики активное ядро? А то, что там обитают частицы огромных энергий? Всё это – новые знания, которые учёные обрели благодаря телескопу, способному улавливать мельчайшие нейтрино, летящие к Земле миллионы лет и попавшие в воды сибирского озера. А в 2024 году, например, телескоп уловил нейтрино, которые «рассказали», что диск галактики Млечный Путь вырабатывает намного большее количество высокоэнергетических частиц, чем считалось до сих пор. А значит теперь исследователи смогут сделать большой шаг в изучении космоса. И не только космоса – нейтрино поможет лучше узнать и нашу собственную планету.
Земные задачи
Космические частицы, объясняют учёные, попадают в воды Байкала не только из воздуха – их уникальные свойства позволяют проходить свозь самые плотные материи.«Нейтрино вылетает со стороны Южного полюса, прошивает всю Землю, проходя через литосферу, магму, ядро нашей планеты, - рассказывает Григорий Трубников. - А значит, может рассказать о их внутренних характеристиках».
Это тоже важно, например, для прогнозирования землетрясений или каких-то иных природных катаклизмов.
Установка элементов телескопа. Фото: институт ядерных исследований РАН
А ещё телескоп «мониторит» состояние Байкала на наличие в нём примесей. Кстати, именно потому, что в озере чистая вода, телескоп установили именно здесь.
Почему Байкал?
Первая причина, по которой глубоководный нейтринный телескоп появился именно в байкальских водах, мы уже озвучили – для прибора не важно солёная вода или пресная, главное, чтоб она была прозрачной. Пресная даже более предпочтительна, так как в ней отсутствуют радиоактивные изотопы, излучение которых может обеспечить некоторые сложности.Вторая причина, по которой был выбран именно Байкал, звучит тоже довольно логично: на глубине полутора километров вода сибирского озера почти круглый год сохраняет одну и ту же температуру. Более того, когда поверхность озера покрыта толстым слоем льда, подобраться к оборудованию не составляет особых проблем. Есть и ещё одна причина.
«С помощью байкальского телескопа легче наблюдать центр нашей Галактики», - заявил профессор ИГУ Николай Буднев в интервью местной телекомпании «НТС Иркутск».
Работу над проектом нейтринного телескопа на Байкале ведёт международная коллаборация. Фото: nntu.ru
Антарктида, Байкал и Средиземноморье, где установлены три нейтринных телескопа, удалены друг от друга на довольно значительное расстояние. Но именно благодаря этому система приобретает своего рода стереоскопическое зрение, которое позволяет точнее определять направление на источник нейтрино. Фиксируя активность, астрономы могут сразу же применить «быстрое наведение» - указать координаты космических частиц своим коллегам. Таким образом, Baikal-GVD вливается в тесную компанию самых разных проектов, объединенных общей целью –раскрыть тайны Вселенной и решить задачи, которых на нашей планете тоже довольно много.
Главная. Фото: habr.com