Что удалось понять про нейтрино и как это было, — в беседе с Валерием Петковым

Наука и жизньНаука

Зачем нам ловить нейтрино?

Объясняет Валерий Борисович Петков, доктор физико-математических наук, заведующий Баксанской нейтринной обсерваторией Института ядерных исследований РАН.

Беседу ведёт Наталия Лескова.

Валерий Борисович Петков. Фото Андрея Афанасьева

Валерий Борисович, вы работаете здесь, в Баксанской нейтринной обсерватории, можно сказать, всю свою научную жизнь…

— В первый раз я приехал на практику, это был 1979 год. Представьте себе студента, который оказался там, где проводится гигантский эксперимент, — это вам не лабораторная работа. Сразу множество задач, абсолютно новая область — конечно, такое захватывает. Тем более я заканчивал кафедру теоретической и ядерной физики, а тут — такой мощный эксперимент. Попал я сюда по совету моего тогдашнего научного руководителя Григория Моисеевича Верешкова, и это оказалось действительно интересно. В 1980-м, окончив физический факультет Ростовского университета, я начал тут работать. Конечно, и в Ростовском университете учёные занимались современной физикой по целому ряду направлений — лазерная физика, радиофизика, физика полупроводников. Но Баксанский подземный сцинтилляционный телескоп — БПСТ — был первой в мире подобной установкой по объёму, да и вообще обсерватория была и остаётся единственной в мире, для создания которой специально прокладывали тоннель в горе. Первое нейтрино из нижней полусферы Земли зарегистрировали здесь в 1978 году, с тех пор идёт регистрация нейтринных событий. Установку «Ковёр» запустили в 1973 году. «Ковёр» замечателен тем, что представляет собой точную копию одного из слоёв БПСТ, там разрабатывали методику проведения экспериментов на БПСТ. А затем началась регистрация широких атмосферных ливней космических лучей — ШАЛ — с энергиями больше 100 ТэВ. В целом установка оказалась очень полезна, и это было даже неожиданно.

— А что было неожиданным?

— Обычно, когда хотят изучать ливни от частиц больших энергий, то располагают много детекторов на достаточно большой площади, хотя бы на десяти тысячах квадратных метров. А тут ливневая установка в целом небольшой площади, но зато состоящая из центральной части с непрерывной площадью регистрации, примерно в 200 квадратных метров, и шести выносных пунктов регистрации вокруг. И выясняется, что она может дать уникальные данные о сечении генерации струй частиц с большими поперечными импульсами. Позднее такие данные были получены на ускорителях, но сначала — здесь, именно благодаря такой структуре установки. Затем проводилось изучение структуры центральной области ливня, был измерен спектр центральных плотностей ШАЛ. Это то, что разреженные установки дать не могли. Они не плохие, просто у каждой своя область изучения. Потом мы стали установку развивать, поставили мюонный детектор, 175 квадратных метров, который назвали «Ковёр-2». Сейчас у нас мюонный детектор — уже 410 квадратных метров. Вокруг большое количество выносных пунктов регистрации, для того чтобы использовать преимущества обоих подходов.

На первом месте сейчас у нас гамма-астрономия. Есть такие удивительные объекты — гамма-всплески. У нас, например, было зарегистрировано совершенно уникальное событие от гамма-всплеска GRB 221009A в 2022 году. А 9 октября 2022 года зарегистрировали на спутниках всплеск гамма-излучения, следом установка LHAASO в Китае — она гораздо больше, чувствительность выше — зарегистрировала тысячи фотонов с энергиями до 18 ТэВ в первые 2000 секунд после начала всплеска. Но затем мы зарегистрировали единственное событие с рекордной энергией от этого направления через 4536 секунд после начала всплеска. Сейчас заканчивается его обработка, потребовалось много времени, чтобы провести моделирование. Если это гамма-квант с энергией 230 ТэВ — никто такого не регистрировал, только мы.

Этот гамма-всплеск произошёл на очень большом расстоянии, 720 мегапарсек, далеко за пределами нашей Галактики. Гамма-кванты таких энергий не должны были дойти оттуда до Земли, из-за микроволнового фона такие частицы должны были поглотиться.

— Но они всё же дошли?

— Мы оцениваем вероятность того, что это всё-таки случайное совпадение и к нам пришёл гамма-квант из другого объекта, смотрим, есть ли вблизи другие галактические источники. Можно предположить, что на самом деле пришёл высокоэнергичный первичный протон, а не гамма-квант, но всё-таки наиболее вероятно, что это именно гамма-квант. Мы разделяем первичные протоны и более тяжёлые ядра от гамма-квантов по числу мюонов в мюонном детекторе. Сейчас работа по оценкам вероятности у нас заканчивается, готовится статья на эту тему. Мы не можем сказать, что гамма-квант обязательно из той или иной области, но указываем вероятность. Если событие произошло от гамма-кванта, пришедшего с таких больших расстояний, это сразу даёт шанс для выхода за пределы Стандартной модели. То, что теоретики любят называть «новой физикой».

— Почему именно вам удалось увидеть это событие?

— Тут интересный момент. Как с обычными оптическими телескопами: есть двадцатиметровые, есть полуметровые, двухметровые — и все работают, у каждого своя область применения. Так и здесь: такие установки, как наша, могут видеть уникальные события. Конкурировать с более крупными установками при изучении постоянных источников нам довольно сложно. Большая установка, например, перебьёт нас статистикой, количеством регистраций. А при изучении транзиентов, то есть вспышечных событий, важно, кто успел увидеть и в какой фазе. Вывод простой: нужно наблюдать на всех установках. Чем больше у нас будет разных установок, тем большая вероятность увидеть редкие события.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Кубиты любят тишину Кубиты любят тишину

Чем квантовый компьютер лучше классического?

Наука и жизнь
От Аристотеля до Альтмана: почему «эмерджентность» — ключевой термин для понимания ИИ От Аристотеля до Альтмана: почему «эмерджентность» — ключевой термин для понимания ИИ

Веками продолжавшиеся споры вокруг понятия эмерджентности

Forbes
Миллион цветных деталей Миллион цветных деталей

Весь мир играет в конструкторы «Лего» семьдесят лет и не наигрался до сих пор

Вокруг света
Ушаковы Ушаковы

Дворянских родов, носящих фамилию Ушаковы, в России было несколько

Дилетант
Ярчайшая Ярчайшая

О самой яркой звезде ночного неба — Сириусе

Наука и жизнь
Как самому проверить шины на брак: 6 неочевидных советов от эксперта шинного центра Как самому проверить шины на брак: 6 неочевидных советов от эксперта шинного центра

Признаки, которые укажут на брак автомобильной резины

ТехИнсайдер
Великое в малом Великое в малом

Мы сошли с проторенной дорожки и побывали в старинных маленьких городах

Лиза
Что за ураган «Милтон», который грозит разрушить США? Что за ураган «Милтон», который грозит разрушить США?

Ураган «Милтон» уже назвали самым разрушительным за столетие

Maxim
От стрелочных приборов до бортовых компьютеров: как развивалась авионика в самолетах От стрелочных приборов до бортовых компьютеров: как развивалась авионика в самолетах

Как менялись технологии авионики на протяжении веков

ТехИнсайдер
Первый император Японии Первый император Японии

Почему историчность первого императора Японии Дзимму подвергается сомнению?

Дилетант
Настоящая мягкая сила Настоящая мягкая сила

«На светлой стороне»: китайская история взросления в семи новеллах

Weekend
Артериальное давление Артериальное давление

Что влияет на артериальное давление и можно ли его регулировать

Здоровье
Яркость на максимум! Яркость на максимум!

Лаундж-студия KOKO loft для занятий танцами и йогой

SALON-Interior
Yes, today! Film: как увлечение музыкой и театром помогло ведущему мероприятий запустить свою студию видеопродакшена Yes, today! Film: как увлечение музыкой и театром помогло ведущему мероприятий запустить свою студию видеопродакшена

История Артема Жданова — о пути творческого человека в мире бизнеса

Inc.
Жизнь на Венере может развиваться в серной кислоте Жизнь на Венере может развиваться в серной кислоте

Биомолекулы, липиды, могут сохранять свою структуру в серной кислоте Венеры

ТехИнсайдер
Стенка на стенку Стенка на стенку

Если уж чем-то и мериться, то почему бы не... кремлями!

КАНТРИ Русская азбука
Нейромаркетинг: как наука о восприятии формирует будущее рекламы Нейромаркетинг: как наука о восприятии формирует будущее рекламы

Нейромаркетинг изучает потребительское поведение и маркетинговые стратегии

Вокруг света
Без денег, помощи и независимости: с какими проблемами сталкиваются женщины в селах Без денег, помощи и независимости: с какими проблемами сталкиваются женщины в селах

Как в современных селах живут обычные женщины?

Forbes
Выигрышная комбинация: режиссер Никита Власов — о сериале «Комбинация», работе на свадьбах и о том, как он попал в кино Выигрышная комбинация: режиссер Никита Власов — о сериале «Комбинация», работе на свадьбах и о том, как он попал в кино

Режиссер Никита Власов — о проблемах индустрии и об исторических сериалах

Правила жизни
От подполья до экранизаций на Netflix: как китайская научная фантастика покоряет мир От подполья до экранизаций на Netflix: как китайская научная фантастика покоряет мир

Почему мало кто за пределами КНР слышал об азиатском сай-фае

Forbes
Аврора: «Возраст скрывают люди, неуверенные в себе» Аврора: «Возраст скрывают люди, неуверенные в себе»

Телеведущая Аврора о нутрициологии, блефаропластике и роли эндокринолога

Здоровье
10 предметов, которые нельзя чистить средством для мытья стекол (хотя кажется, что можно) 10 предметов, которые нельзя чистить средством для мытья стекол (хотя кажется, что можно)

Каким предметам можно навредить жидкостью для мытья стекол?

VOICE
«Мы всегда готовы ко всему»: что мешает и помогает женщинам строить карьеру и бизнес «Мы всегда готовы ко всему»: что мешает и помогает женщинам строить карьеру и бизнес

Как женщины строили бизнес и карьеру в 2000-х, несмотря на гендерные стереотипы

Forbes
Николай Островский Николай Островский

У Николая Островского война гражданская, а тюрьма герою не выпала

Дилетант
В стиле кантри В стиле кантри

Особенности деревенского стиля и правила оформления для каждой комнаты

Лиза
Наука в фантастике: эпизоды истории Наука в фантастике: эпизоды истории

Как идея о других мирах стала плодотворной для жанра фантастики и для культуры

Наука и жизнь
«Монстры у порога» — о чем поговорить с вампиром и другими тварями «Монстры у порога» — о чем поговорить с вампиром и другими тварями

Что скрывается за образом вампира, есть ли самобытность у российских монстров?

СНОБ
Унюхал – беги: как трупный запах влияет на поведение человека Унюхал – беги: как трупный запах влияет на поведение человека

Как «запах смерти» мобилизует защитные механизмы в нашем организме

ТехИнсайдер
Голливуд на Волге Голливуд на Волге

Как и зачем Голливуд, «Мосфильм» и кинокомпании Европы снимали фильмы вместе

Правила жизни
Дизайнер Даниил Анциферов про секс, ЗОЖ, диско и свой «план Б» — интервью на «Снобе» Дизайнер Даниил Анциферов про секс, ЗОЖ, диско и свой «план Б» — интервью на «Снобе»

Дизайнер Даниил Анциферов — об инвестициях, диско и патриотизме

СНОБ
Открыть в приложении