Пять вопросов о телескопе Baikal-GVD
Почему за частицами нейтрино охотятся учёные со всего света? Почему они называют своё оборудование подводными телескопами? Под водой следить за звёздами не очень-то удобно. За разъяснением мы обратились к заместителю директора Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ Дмитрию Наумову.
Почему телескоп находится под водой?
Нейтрино – одна из самых лёгких частиц в мире. Нейтринный телескоп регистрирует взаимодействие между нейтрино. Для этого необходимо, чтобы на пути нейтрино встретилось как можно больше вещества. Лучше всего, чтобы это вещество могло пропускать свет, который возникает в результате действия нейтрино и рождения других частиц, имеющих свечение. Идеальная среда в этом случае – вода. Телескоп помещается глубоко под воду, потому что на землю постоянно падают космические мюоны – частицы, которые рождаются от взаимодействия космических протонов и других лёгких ядер с атмосферой нашей планеты. Мюоны тоже могут проникнуть достаточно глубоко и давать сигналы, очень похожие на нейтрино. Чтобы их не перепутать, необходимо устано-вить телескоп как можно глубже – тогда все атмосферные мюоны застрянут на подходах к телескопу.
Куда телескоп направлен?
В отличие от привычных нам оптических телескопов, у нейтринного телескопа нет узкой направленности, он просматривает небо со всех сторон. Кроме того, прибор более чувствителен к ней-трино, которые также идут из-под земли. Оптический те-лескоп вообще бы ничего не увидел в электромагнитных волнах, если бы они прошли через землю. А для нейтрино земля – это практически пу-стое место. Частицы спокой-но доходят до байкальской воды и дают сигнал.
Как это поможет науке?
Одной из важнейших целей науки является попытка уз-нать, как устроена наша вселенная. Наверняка вы слышали, что наша вселенная существовала не всегда, ей всего около 14 млрд лет, и, соответственно, что было раньше это-го момента – никто не знает. Однако за последние столетия учёные смогли понять, что происходило на каждом этапе развития нашей вселенной, от первой доли секунды до се-годняшних дней. Но некоторые вопросы всё ещё остаются открытыми. Один из таких вопросов – как образовывались галактики. В этом смысле нейтринный телескоп как раз ставит своей целью ответить на вопросы, как возникали галактики, как возникали чёрные дыры в этих галакти-ках, как эти чёрные дыры превращали наши галактики в самые мощные ускорители во вселенной, такие, которые мы на Земле вряд ли когда-то сможем построить. Нейтрино вместе с другими частицами, которые человечество также научилось регистрировать, позволяют лучше и детальнее понять физические процессы, происходившие много-много лет назад.
Есть ли в мире аналоги?
Самый крупный подобный телескоп IceCube располо-жен во льдах Южного полюса. Он занимает объём в 1 куб. км. Также строится телескоп KM3NeT в Средиземном море. Байкальский телескоп – самый большой в Северном полушарии. Он сильно отличается от IceCube в лучшую сторону. И это не только объём, но и чистейшая прозрачная вода в озере, которая практичеки не изменяет направления света, рождаемо-го заряженными частицами после взаимодействия с нейтрино.
Не пострадает ли Байкал?
Этот вопрос действительно беспокоит многих, но поспешу успокоить читателей – озеро совершенно не пострадает. Сама по себе установка крепится тросами из нержавеющей стали, которые не дают никаких отложений в воде. Оптические модули состоят из стеклянных сфер, которые также в воде не растворяются. Никаких токсичных веществ в телескопе нет в принципе, так что в озеро ничего не попадает. Все работы которые ведутся на льду, тщательно контролируются участниками экспедиции. Мусор собирается в специальные контейнеры и вывозится со льда. Больше половины людей, которые работают над проектом, родом из Иркутской области. Те, кто приезжает, сразу же влюбляются в Байкал, и у них и в мыслях нет нанести озеру какой-то вред. И, наконец, сам телескоп работает как важнейший элемент мониторинга, аналогов которому в мире нет. Он позволяет следить за качеством воды в режиме 24/7 круглый год.