Нейтрино — это элементарные частицы, в 100 000 раз меньше электронов. Они возникают в результате ядерных реакций во Вселенной (например, при образовании сверхновых). После образования нейтрино движутся со скоростью, близкой к скорости света. Поскольку их масса практически равна нулю, они редко взаимодействуют с другими частицами. Вот почему эти частицы обычно остаются неуловимыми, несмотря на их обилие (100 000 миллиардов нейтрино проходят через ваше тело каждую секунду).
Однако их анализ необходим для понимания космоса. Изучение нейтрино действительно может помочь нам разобраться в некоторых великих физических головоломках, таких как асимметрия материи и антивещества.
Как видите, нейтрино трудно обнаружить из-за их свойств. Но трудное не значит невозможное.
Обнаружение Излучение Черенкова
В редких случаях нейтрино попадает в атом. Это столкновение, таким образом, разрушает ядро нейтрино, которое превращается в другую частицу: мюон … И мюоны «оставляют следы».
Эти частицы следуют той же траектории, что и исходное нейтрино, но их можно распознать по конусу синего света, который они генерируют (Излучение Черенкова).
Чтобы обнаружить этот свет, исследователи разрабатывают массивы сферических оптических датчиков. Эти установки затем позволяют обнаруживать слабые вспышки, испускаемые при столкновении нейтрино с атомом, содержащимся в воде. Затем исследователи могут проследить траекторию мюона (и, следовательно, его первоначального нейтрино).
IceCube, погребенный в антарктических льдах вблизи станции Южного полюса, на сегодняшний день является крупнейшим в мире детектором нейтрино. Но есть и другие. Поэтому Япония, которая уже владеет Супер-Камиоканде (одной из важнейших нейтринных обсерваторий), собирается построить новую, еще более крупную.
Байкальский нейтринный телескоп
При этом в России исследователи разрабатывают обсерваторию такого типа с 2015 года. Названый «Baikal-GVD», объект только что был размещен, как следует из его названия, на озере Байкал на глубине почти 1300 метров. Он расположен примерно в четырех километрах от ближайшего берега озера.
Нейтринный телескоп в настоящее время имеет размеры полкубического километра, но через несколько лет он будет увеличен до одного кубического километра, сказал Дмитрий Наумов из Объединенного института ядерных исследований.
Директор Института ядерных исследований РАН Максим Либанов сообщил журналистам, что в проект вложено около 2,5 млрд рублей, но планируется его дальнейшая интеграция. К 2030 году, если в мире не построят новые, более крупные телескопы, Baikal-GVD станет крупнейшей нейтринной обсерваторией на Земле.
Байкальский телескоп будет конкурировать с Ice Cube, гигантской нейтринной обсерваторией, похороненной под антарктическим льдом на американской исследовательской станции на Южном полюсе.
Российские ученые утверждают, что их телескоп — самый большой детектор нейтрино в Северном полушарии. По их словам, Байкал, крупнейшее пресноводное озеро в мире, идеально подходит для размещения этой обсерватории из-за своей глубины.