Новый глубоководный нейтринный телескоп на озере Байкале

Популярная механикаHi-Tech

Байкальская ловля нейтрино

Текст: Роман Фишман

В темные воды самого глубокого озера на земле физики осторожно опускают великанские бусы. Они вытягиваются на расстояние более километра – даже останкинская башня смотрелась бы карликовой на фоне этих плавучих конструкций. На берег уходят толстые кабели: нейтринная обсерватория ведет охоту за самыми неуловимыми частицами во вселенной, рожденными в далеких космических ускорителях.

Десятки миллионов лет назад через Сибирь пролегла глубокая рифтовая трещина. С тех пор разлом медленно увеличивался, протянувшись на полторы тысячи километров, а в центральном участке заполнился чистой водой и стал самым объемным пресным резервуаром на Земле. «Байкал уникален еще и тем, что его температура начиная с глубины 250 м почти не меняется, а на уровне расположения гирлянд (от 750 до 1250 м) постоянна. Кроме того, примерно с 150 м пресная вода сохраняет один и тот же коэффициент преломления и потому идеальна для оптических наблюдений», – рассказывает академик РАН Григорий Трубников. Возглавляемый им Объединенный институт ядерных исследований (ОИЯИ) – один из организаторов строительства на Байкале нового глубоководного нейтринного телескопа. Один из его кластеров так и называется – «Дубна».

Неуловимые частицы

Нейтрино – родственники электронов (а также мюонов и тау-мезонов), практически лишенные массы и не несущие никакого заряда. Поэтому Вселенная для них прозрачна: мы не замечаем, как мириады нейтрино ежесекундно проходят сквозь наше тело. Даже в заполненном свинцом объеме их свободный пробег достигает сотни световых лет, а в глубоком вакууме космоса – многих миллионов. Эти частицы появляются в недрах Солнца, в окрестностях сверхмассивных черных дыр, рождаются во вспышках сверхновых и могут многое рассказать о происходящем там. Однако «выслушать» их нелегко. Нейтрино проходят сквозь любую мишень, какую только можно придумать для улавливания этих частиц. Приходится брать количеством, надеясь, что в детекторе достаточно большого объема нейтрино хотя бы изредка будут сталкиваться «лоб в лоб» с ядрами атомов. При таких столкновениях возникают новые частицы, которые некоторое время движутся в воде быстрее света, создавая излучение Вавилова – Черенкова. Если среда прозрачна, эти вспышки можно увидеть невооруженным глазом и зарегистрировать точными фотодатчиками.

Так работают любые детекторы частиц – реагируя на вспышки, вызываемые ими в сцинтилляторе или другой мишени. Баксанская нейтринная обсерватория использует для этого 3000 м3 специальной жидкости, а японский детектор Super-Kamiokande – 50 тыс. м3 дистиллированной воды, прошедшей особо глубокую очистку. Но в принципе для этих целей подходит и обычная природная среда ледников и водоемов. Еще в 1960 году академик Марков предложил возводить детекторы нейтрино в озерах и даже морях, «чтобы определять направление заряженных частиц с помощью черенковского излучения». Сегодня плавучие детекторы нейтрино работают в Средиземном море, а самый большой устроен прямо в прозрачном льду Антарктиды. Детекторы IceCube, опущенные на глубину, регистрируют вспышки в объеме целого кубического километра. «Этот лед обладает замечательной прозрачностью. Прежде чем свет будет поглощен, он может пройти по нему и сотню метров, – объясняет член-корреспондент РАН и координатор проекта Baikal-GVD Григорий Домогацкий. – Однако вплоть до 1400 м глубины он заполнен мелкими пузырьками воздуха. Свет очень быстро рассеивается на них, за пару метров, и вся детальная информация о вспышках пропадает. На больших глубинах масса льда сдавливает эти пузырьки, однако сплющенные каверны от них сохраняются, и рассеяние остается большой проблемой».

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Гора серебряная Гора серебряная

Как добывают благородные металлы

Популярная механика
​​Эмоции как лучший косметолог ​​Эмоции как лучший косметолог

​​Сохранить молодость поможет не только жизнерадостность, но и негативные эмоции

Лиза
Цифровая лихорадка Цифровая лихорадка

Наиболее интересные выступления из конференции CG Event

Популярная механика
Молодильные яблоки Екатерины Златорунской. Рассказ из сборника «Но случается чудо» Молодильные яблоки Екатерины Златорунской. Рассказ из сборника «Но случается чудо»

Сборник под названием «Но случается чудо». «Сноб» публикует один из рассказов

СНОБ
Добро пожаловать в черную дыру Добро пожаловать в черную дыру

Как насчет визита к одной из черных дыр?

Популярная механика
Верь в себя как никто Верь в себя как никто

Артистка лейбла Black Star Анет Сай уверенными шагами идет к мечте

OK!
Автобудущее Автобудущее

Мы находимся на пороге одних из самых быстрых перемен в работе транспорта

Популярная механика
«Меня не учили скрещивать ноги»: Меган Маркл пожаловалась на королевскую семью «Меня не учили скрещивать ноги»: Меган Маркл пожаловалась на королевскую семью

Меган Маркл столкнулась с проблемами после того, как вошла в королевскую семью

Cosmopolitan
Долгая счастливая жизнь Долгая счастливая жизнь

Старение – это естественно, но не нормально

Популярная механика
Ниже ростом, но худее: удастся ли дочери Хайди Клум повторить ее успех Ниже ростом, но худее: удастся ли дочери Хайди Клум повторить ее успех

Хайди Клум многое сделала для того, чтобы ее дочь Ленни стала героиней глянца

Cosmopolitan
Огнем и волной Огнем и волной

3D-печать на сегодня – один из столпов мирового технического прогресса

Популярная механика
Ученые получили устойчивый и крепкий химически перерабатываемый пластик Ученые получили устойчивый и крепкий химически перерабатываемый пластик

Управляемая полимеризация сделала полимер крепким

N+1
Меняю автомат на беспилотник Меняю автомат на беспилотник

Первое боестолкновение, где решающую роль сыграли беспилотные дроны

Популярная механика
Крылатые и хвостатые синоптики: как животные предсказывают погоду Крылатые и хвостатые синоптики: как животные предсказывают погоду

Предсказатели погоды, которые живут рядом с нами

Вокруг света
Андроид-чемпион Андроид-чемпион

Как роботы защищают честь российского футбола

Популярная механика
Причиной всплеска жизни и роста уровня кислорода в конце архея назвали вулканизм Причиной всплеска жизни и роста уровня кислорода в конце архея назвали вулканизм

Какова связь между вулканизмом и ранними всплесками концентрации кислорода

N+1
Никогда такого не было Никогда такого не было

Самый большой неатомный ледокол России может крутиться на месте

Популярная механика
Дефицит общения с матерью может привести к анорексии Дефицит общения с матерью может привести к анорексии

Связь с матерью напрямую влияет на расстройство пищевого поведения

Psychologies
Гидрофойл для миллионов Гидрофойл для миллионов

Гидрофойл – доска на подводных крыльях для серфинга

Популярная механика
Нейросеть изучит физику толпы для обучения урбанистических роботов Нейросеть изучит физику толпы для обучения урбанистических роботов

Технология, которая позволит изучать физику толпы и законы роевого поведения

Популярная механика
Античный герой Античный герой

Кого люди будут вспоминать через столетия?

Популярная механика
Осторожно! Незащищенный секс Осторожно! Незащищенный секс

Назвать виртуальный секс полностью безопасным трудно. И вот почему

Cosmopolitan
Как полюбить будущее и не сойти с ума Как полюбить будущее и не сойти с ума

Артемий Лебедев в российском интернете, как Пелевин – в русской литературе

Популярная механика
8 способов преодолеть черную полосу 8 способов преодолеть черную полосу

Как пережить черную полосу и не потерять надежду на лучшее

9 месяцев
Строители невидимых путей Строители невидимых путей

Как устроен морской порт

Популярная механика
Коллекционеры марок. Сколько зарабатывали солдаты вермахта во время войны Коллекционеры марок. Сколько зарабатывали солдаты вермахта во время войны

Война войной, а зарплата — по расписанию

Maxim
Мастер мира Мастер мира

VR-концерт в соборе Нотр-Дам де Пари, восстановленном в виртуальной реальности

Популярная механика
Музей победы Музей победы

Музей победы; история Великой Отечественной войны в экспонатах и панорамах

Культура.РФ
Сила света Сила света

Как устроена индустрия световых шоу и инсталляций

Популярная механика
Рост популярности Deepfake: тревога или мировая трансформация Рост популярности Deepfake: тревога или мировая трансформация

Как распознать проделки нейросети

Популярная механика
Открыть в приложении