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

Как будущий американский самолет может доминировать в воздухе Как будущий американский самолет может доминировать в воздухе

Технологии стелс у российских Су-57, китайских J-20 и американских NGAD

Популярная механика
Агрегация атомов гелия в нанокапли усилила надпороговую ионизацию Агрегация атомов гелия в нанокапли усилила надпороговую ионизацию

Физики изучили процесс надпороговой ионизации

N+1
Античный герой Античный герой

Кого люди будут вспоминать через столетия?

Популярная механика
«Историю поколений можно проследить через коллекцию сигаретных пачек»: как фотограф Саша Генцис снимает мир без людей «Историю поколений можно проследить через коллекцию сигаретных пачек»: как фотограф Саша Генцис снимает мир без людей

Выставка фотографа Саши Генциса «Природа или прогресс», посвященная экологии

Forbes
Кубик Осипова Кубик Осипова

Самая ожидаемая и самая крутая головоломка десятилетия

Популярная механика
Почему пингвины не летают Почему пингвины не летают

Пингвины кажутся неудачной шуткой эволюции, однако у эволюции нет чувства юмора

Вокруг света
От чего умер Ленин? От чего умер Ленин?

На момент смерти Ленину было всего 53 года. На здоровье он никогда не жаловался

Дилетант
5 ошибок основателя EatMarket Влада Земского 5 ошибок основателя EatMarket Влада Земского

Автор проекта EatMarket Влад Земский рассказал, как избежать типичных ошибок

Inc.
Добро пожаловать в черную дыру Добро пожаловать в черную дыру

Как насчет визита к одной из черных дыр?

Популярная механика
Прощай, лето! Прощай, лето!

Как грамотно подготовить дачу к закрытию сезона

Лиза
Криптобудущее Криптобудущее

Жизненный цикл цивилизаций и наступающая эпоха свободы

Популярная механика
Дачная жизнь в 5 знаменитых фильмах Дачная жизнь в 5 знаменитых фильмах

Вспомним 5 дачных сцен из любимых советских фильмов

Psychologies
Карбон звучащий Карбон звучащий

Из карбона теперь делают музыкальные инструменты

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
Жестокие родители лишили дочь лекарств за проваленный тест Жестокие родители лишили дочь лекарств за проваленный тест

Рассказываем о шокирующем наказании, которое придумали родители для своей дочери

Psychologies
Боевой друг Боевой друг

Что принципиально нового можно сделать с АК?

Популярная механика
Дэвид Харбор Дэвид Харбор

Красный Страж из «Черной вдовы» Дэвид Харбор о пончиках и Марксе

Maxim
Поля морей Поля морей

Новые технологии сельского хозяйства: фермы в океане

Популярная механика
Что с нами делают детские травмы: фрагмент романа «Выйди из шкафа» молодой российской писательницы Ольги Птицевой Что с нами делают детские травмы: фрагмент романа «Выйди из шкафа» молодой российской писательницы Ольги Птицевой

Отрывок из «Выйди из шкафа» — грустной истории о человеке с детскими травмами

Esquire
Водородный разворот Водородный разворот

Как устроена водородная энергетика и чем «водоробус» лучше электробуса

Популярная механика
«Возрастная девушка»: как эйджизм портит женщинам карьеру «Возрастная девушка»: как эйджизм портит женщинам карьеру

Эйджизм — дискриминация из-за возраста — затрагивает каждую из нас

Cosmopolitan
Побег с аэродрома Побег с аэродрома

Циклолеты – «летающие комбайны» – становятся экономичнее квадрокоптеров

Популярная механика
«Те, кто делает коммодитиз, просто туда не идут» «Те, кто делает коммодитиз, просто туда не идут»

Интервью с Сергеем Чикаловым, заместителем генерального директора ТМК

Эксперт
Автобудущее Автобудущее

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

Популярная механика
Чем она лучше Беллуччи? История любви Венсана Касселя и Тины Кунаки Чем она лучше Беллуччи? История любви Венсана Касселя и Тины Кунаки

Тина Кунаки и Венсан Кассель

Cosmopolitan
Силой мысли, или что обещает нам Илон Маск Силой мысли, или что обещает нам Илон Маск

Чего же Маск хотел в сфере нейроинтерфейсов, что сделал и что сможет сделать

Популярная механика
Неандертальцы порисовали в испанской пещере 65 тысяч лет назад Неандертальцы порисовали в испанской пещере 65 тысяч лет назад

Карстовые образования играли символическую роль у некоторых групп неандертальцев

N+1
Битва за Пакистан Битва за Пакистан

Почему Имран Хан так и не смог удержать власть в Пакистане

Эксперт
Каким будет образование для бедных и для богатых Каким будет образование для бедных и для богатых

Какое образование будет доступно бедным, а какое — богатым?

СНОБ
Открыть в приложении