Нейтринный телескоп помогает экологам следить за чистотой воды в озере Байкал
На Байкале в рамках Года науки и технологий запустили крупнейший в Северном полушарии подводный нейтринный телескоп Baikal-GVD. По словам ученых, благодаря этой установке мы сможем узнать, как эволюционировала наша Вселенная и развивались галактики. О том, какую роль эта мегасайенс-установка играет для науки и человека, мы поговорили с Дмитрием Наумовым, доктором физико-математических наук, руководителем Нейтринной программы ОИЯИ, заместителем директора по научной работе Лаборатории ядерных проблем им. В.П. Джелепова Объединенного института ядерных исследований.
Дмитрий Наумов
Как бы вы объяснили обычному человеку, для чего нам нужен Байкальский нейтринный телескоп?
Дмитрий Наумов: Этот прибор со всех сторон сканирует пространство вокруг нас в поисках нейтрино сверхвысоких энергий. Фактически это новый астрономический инструмент, позволяющий видеть космические объекты в нейтринных лучах. Эта наука только что возникла, буквально несколько лет назад, и байкальский телескоп призван стать важнейшим инструментом в этой области.
Он сможет разглядеть в «нейтринном свете» такие удивительные объекты, как активное галактическое ядро — сверхмассивная черная дыра с массой до миллиардов масс Солнца, пожирающая окружающие ее звезды. Важные подробности этой драмы никаким другим способом, кроме нейтринного сканера, получить невозможно.
Зачем нам изучать вещи, которые настолько далеко от нас, с которыми мы вряд ли когда-нибудь сможем соприкоснуться?
Дмитрий Наумов: Ученых, которые работают в области фундаментальной науки, как правило, больше интересуют фундаментальные вопросы, чем вопросы практического применения их открытий. Понимание устройства нашей Вселенной и управляющих ею физических законов важно не только на фундаментальном уровне, но и имеет множество практических применений. Например, если бы Генрих Герц не открыл электромагнитные волны, сегодня не было бы телевидения, радио, сотового телефона и множества других вещей, без которых наша современная жизнь немыслима. Когда Герца спрашивали, какая практическая польза от его открытия, он отвечал: «Понятия не имею». Точно так же и физики, которые сегодня исследуют Вселенную, как она устроена, в первую очередь думают о фундаментальных законах природы. Но это не значит, что практического применения нет.
Во-первых, нейтринный телескоп очень чувствителен к свету, который рождает нейтрино во время взаимодействия. Сами по себе эти приборы увидят любой свет — не важно, нейтрино его породило или что-то другое. Озеро Байкал постоянно светится из-за разных процессов, которые внутри него происходят, из-за микроорганизмов, которые там живут, все это постоянно движется в разных слоях, что-то поднимается вверх, что-то опускается вниз. И мы с помощью телескопа все эти вещи наблюдаем 24/7. Для экологов это абсолютно уникальные данные, которые своими приборами они получить не смогут, потому что у них они менее чувствительные. То есть благодаря телескопу мы получаем новые уникальные знания про озеро Байкал.
Кроме того, нейтрино позволяют просканировать Землю и сделать томограмму ее структуры. При помощи такого тонкого квантового эффекта, как нейтринные осцилляции (Нобелевская премия 2015), предсказанного в свое время дубненским ученым Бруно Понтекорво, можно будет измерить даже атомный состав внутренности Земли. Никаким другим способом это сделать невозможно.
Оказывает ли какое-то влияние работа телескопа на подводный мир Байкала — позитивное или негативное?
Дмитрий Наумов: Что из себя представляет байкальский нейтринный телескоп? Это стеклянные сферы и нержавеющие тросы — ничего опасного для озера. Вся электроника находится внутри стеклянных сфер.
Обитателям озера, омулю, нерпам и другим байкальским эндемикам, скорее всего, это даже нравится. Наверное, их забавляют эти стеклянные шарики. Если серьезнее, то наш телескоп оказывает положительное влияние на озеро, поскольку позволяет в круглосуточном режиме отслеживать его состояние. Это ценная информация для ученых лимнологов, экологов.
Справка:
Впервые идея создания нейтринного подводного телескопа была высказана в 1960 году советским академиком Моисеем Александровичем Марковым. Её воплощение началось только через 20 лет командой советских ученых под руководством Григория Владимировича Домогацкого. Только в 1990 году началось строительство нейтринного телескопа на Байкале, оно было завершено в 1994 году — тогда это был первый нейтринный телескоп в мире. Установка на Байкале первой смогла зарегистрировать нейтрино. Идея М.А. Маркова воплотилась в новый астрофизический инструмент. Самоотверженная пионерская работа ученых на Байкале и на Южном полюсе (установка AMANDA) в девяностых годах прошлого века определила развитие нейтринной астрофизики в мире.
С 2014 года на Байкале ведётся строительство нейтринного телескопа кубокилометрового объема. В апреле 2015 года был введен в эксплуатацию первый кластер нового телескопа “Дубна”. В 2020 году байкальский телескоп насчитывал уже семь кластеров, в каждом из которых было по 288 оптических модулей. В апреле 2021 года будет введен в строй восьмой кластер, что позволит байкальскому нейтринному телескопу догнать самый крупный на сегодняшний день нейтринный телескоп IceCube.
Информация и фото предоставлены Департаментом координации информационной и просветительской деятельности Минобрнауки РФ
Автор фото: Михаил Жуков (Лаборатория ядерных проблем им. В.П. Джелепова ОИЯИ)
Источник: scientificrussia.ru
