В России создан самый большой нейтринный телескоп. Что это и для чего он нужен?
На озере Байкал заработал телескоп Baikal-GVD для улавливания нейтрино. Так называются частицы, которые образуются в ходе ядерных реакций и обладают способностью проникать даже через самые сложные объекты. Например, нейтрино может пройти через слой жидкого водорода толщиной в тысячу световых лет. Эти частицы доходят до Земли из разных уголков Вселенной и могут рассказать многое о строении и возникновении космоса. Однако, этих частиц очень мало и чтобы их «выловить» ученые используют толстый слой льда, причем очень большой площади. Создавать и содержать огромный бассейн специально для работы телескопа очень дорого, поэтому ученые используют естественные водоемы. Рассказываем, как работает телескоп Baikal-GVD и для чего он нужен. Как всегда — только самое важное, что нужно знать.
Оптический модуль телескопа Baikal-GVD
Из чего состоит телескоп Baikal-GVD?
Строительство телескопа Baikal-GVD началось в 2015 году и на это потребовалось 2,5 миллиарда рублей. Устройство состоит из совокупности глубоководных станций и прикрепленных ко дну байкала стальных тросов. Станции, именуемые как вертикальные гирлянды, удерживаются на глубине около 20 метров при помощи специальных поплавков. К тросу, на расстоянии 15 метров друг от друга, подвешены 36 оптических модулей. Также в состав телескопа входят четыре электронных модуля для питания электричеством, сбора данных, управления телескопом и выполнения других задач. Вдобавок ко всему, есть несколько так называемых гидроакустических модулей, которые нужны для удерживания оптических модулей в нужном положении. Станции объединены в группы, которые соединены с Береговым центром.
Конструкция оптического модуля
Интересный факт: так как для работы телескопа очень важен лед, работать он сможет только зимой.
Как работает нейтринный телескоп?
Но главными элементами телескопа являются не оптические модули, а лед на поверхности Байкала. Аппарат «улавливает» частицы нейтрино, которые прилетают с обратной стороны Земли. Частицы пролетают через всю мантию, ядро и другие слои планеты. В один момент из них рождается следующая частица — разряженный мезон. Если зарождение происходит во льду, оно испускает излучение, которое и могут уловить ученые. Как можно понять, это происходит крайне редко и поймать их очень сложно. Но у Байкала очень большая площадь и вероятность улова многократно увеличивается.
Коротко о том, как работает Baikal-GVD
Это далеко не первый нейтринный телескоп в мире — самый большой расположен на территории Антарктиды и называется IceCube. Долгое время он был единственным, кто может не только улавливать частицы, но и определять координаты их появления. Точность распознавания источника нейтрино в телескопе IceCube составляет 10-15 градусов. Но толщина льда Байкала позволяет увеличить точность до 4 градусов. К тому же, на Байкале нет светящихся микроорганизмов и сильных волнений воды, что еще больше способствует получению более точных данных.
Нейтринный телескоп IceCube
Телескопы IceCube и Baikal-GVD будут смотреть на разные части неба и тем самым дополнять друг друга. Байкальский телескоп будет ловить нейтрино, пронизывающие Землю с Южного полюса и выходящие в Северном полушарии. А телескоп в Антарктиде фиксирует частицы, пронизывающие планеты с Севера и выходящие на Юге. Благодаря совместной работе телескопов, ученые смогут наблюдать сразу за большим количеством небесных объектов. Из Байкала будет видна Большая Медведица, а из Антарктиды — Магеллановы Облака.
Читайте также: Как работают детекторы нейтрино?
Зачем нужно изучать нейтрино?
Ученые уверены, что нейтрино могут прилететь из недр рождающихся и умирающих галактик и нести с собой информацию о процессах, которые происходят во Вселенной. Есть надежда, что изучение этих частиц поможет узнать больше об эволюции галактик и других космических объектов. Также российские ученые надеются, что благодаря нейтрино им удастся следить за темпом термоядерных процессов, происходящих в недрах Солнца. Однако, ожидать быстрых результатов точно не стоит. Опыт использования других подобных телескопов показывает, что на обнаружение частиц могут уйти годы.
Нейтрино могут раскрыть тайны Вселенной
Ссылки на интересные статьи, смешные мемы и много другой интересной информации можно найти на нашем телеграм-канале. Подпишитесь!
Другие нейтринные телескопы также расположены на территории Средиземного моря, Китая и Японии. Впервые же частицы нейтрино были выловлены в 1970-е годы, при помощи телескопа в толще кавказской горы Андырчи. Однако, чтобы обнаруживать частицы нейтрино с большей точностью, была необходима более чистая вода. Именно из-за этого в 1990 году и было принято решение создать телескоп на Байкале. Тогда это была первая версия, но теперь заработала более совершенная.
