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

Одним махом Одним махом

Как гиперзвуковые технологии меняют мир и почему Россия «впереди планеты всей»

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
Собираясь к Ганимеду Собираясь к Ганимеду

Европейское космическое агентство готовится к запуску зонда в систему Юпитера

Популярная механика
Загадка блуждающей звезды: причины аномального затмения Загадка блуждающей звезды: причины аномального затмения

Звезда озадачила ученых быстрой и хаотичной потерей яркости

Популярная механика
Винтокрыл против конвертоплана Винтокрыл против конвертоплана

«Вертолет» не самый подходящий термин для описания этих воздушных монстров

Популярная механика
«Я защищала ее»: как живут особенные сестры Водяновой, Сотниковой и других звезд «Я защищала ее»: как живут особенные сестры Водяновой, Сотниковой и других звезд

Звезды, которые помогают своим особенным родственникам

Cosmopolitan
Не рокот космодрома Не рокот космодрома

Как и зачем строят космодромы

Популярная механика
Хорошо едим! Хорошо едим!

Как питаться правильно, полезно и недорого?

Лиза
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
Секреты похудения Марии Шараповой, Анны Курниковой и других звездных теннисисток Секреты похудения Марии Шараповой, Анны Курниковой и других звездных теннисисток

Знаменитые спортсменки раскрыли свои секреты стройности

Cosmopolitan
Андроид-чемпион Андроид-чемпион

Как роботы защищают честь российского футбола

Популярная механика
Свадьбы, которых не было: за кого должны были выйти замуж дочери Николая II Свадьбы, которых не было: за кого должны были выйти замуж дочери Николая II

Ни одна из дочерей Николая II замуж не вышла. Что же стало тому причиной?

Cosmopolitan
Античный герой Античный герой

Кого люди будут вспоминать через столетия?

Популярная механика
Идти мириться — не годится: что говорит о мужчине его поведение после ссоры Идти мириться — не годится: что говорит о мужчине его поведение после ссоры

Ты можешь многое узнать о своем партнере по тому, как он ведет себя после ссоры

Cosmopolitan
Ускользающие инопланетяне Ускользающие инопланетяне

Новая шкала инопланетных цивилизаций

Популярная механика
От Ким Кардашьян до Скулкиной: как звезды быстро худеют с помощью криолиполиза От Ким Кардашьян до Скулкиной: как звезды быстро худеют с помощью криолиполиза

Звезды ходят на процедуры заморозки жира. И очень довольны эффектом

Cosmopolitan
Твой персональный код Твой персональный код

Какими бывают тесты ДНК

Популярная механика
Лимонный остров: итальянский Капри в 10 фотокарточках Лимонный остров: итальянский Капри в 10 фотокарточках

Как выглядит остров Капри

Вокруг света
Виртуальный секс Виртуальный секс

«Популярная механика» протестировала первую в мире виртуальную любовницу

Популярная механика
«Было очень больно»: как выпускник Бауманки придумал умные ремешки для Apple Watch и заработал $2 млн за год «Было очень больно»: как выпускник Бауманки придумал умные ремешки для Apple Watch и заработал $2 млн за год

Станислав Горбунов придумал умные браслеты, но совершил все ошибки на старте

Forbes
Новый главный Новый главный

Самый большой, сложный и мощный космический телескоп в истории

Популярная механика
7 типов людей, с которыми не стоит дружить 7 типов людей, с которыми не стоит дружить

К каким типам друзей стоит присмотреться повнимательнее

Psychologies
Долгая счастливая жизнь Долгая счастливая жизнь

Старение – это естественно, но не нормально

Популярная механика
Сам себе ракетостроитель: взлетаем самостоятельно Сам себе ракетостроитель: взлетаем самостоятельно

Любительское ракетостроение

Популярная механика
Криптоутки Криптоутки

Сегодня DApp-игры – один из самых быстрорастущих рынков

Популярная механика
«…Страдающему от голода и болезней народу России» «…Страдающему от голода и болезней народу России»

Иностранная помощь голодающим в Поволжье в 1921–1923 годах

Дилетант
Метавселенные Метавселенные

Главная технология и тренд этого года – виртуальные вселенные, или метавселенные

Популярная механика
Спасаемся от зноя: 5 рецептов холодных супов из Европы Спасаемся от зноя: 5 рецептов холодных супов из Европы

Для приготовления этих холодных супов иногда даже не нужно включать плиту

Вокруг света
Водородный разворот Водородный разворот

Как устроена водородная энергетика и чем «водоробус» лучше электробуса

Популярная механика
Артефакты: 5 удивительных произведений палеолитического искусства, найденных в России Артефакты: 5 удивительных произведений палеолитического искусства, найденных в России

Произведения древних художников, найденные в России

Вокруг света
Открыть в приложении