Нейтринный телескоп Baikal-GVD: Уникальный проект на Байкале

На озере Байкал был запущен телескоп Baikal-GVD, предназначенный для обнаружения нейтрино. Эти мельчайшие частицы появляются в результате ядерных реакций и обладают способностью проникать сквозь различные материалы. К примеру, нейтрино могут преодолеть слой жидкого водорода толщиной в тысячу световых лет. Эти частицы достигают Земли из отдаленных уголков Вселенной и могут предоставить много информации о строении и эволюции космоса. Однако нейтрино крайне малочисленны, и для их обнаружения ученые применяют толстый слой льда, обладающий большой площадью. Создавать и поддерживать искусственные резервуары чрезвычайно дорого, поэтому исследователи используют существующие природные водоемы. В этом материале мы расскажем о работе телескопа Baikal-GVD и его значении в науке.

Оптический модуль телескопа Baikal-GVD

Компоненты телескопа Baikal-GVD

Строительство Baikal-GVD началось в 2015 году и обошлось в 2,5 миллиарда рублей. Телескоп состоит из множества глубоководных станций и крепежных тросов. Эти станции, называемые вертикальными гирляндами, удерживаются на глубине около 20 метров с помощью специальных поплавков. На каждом тросе, на расстоянии 15 метров друг от друга, установлены 36 оптических модулей. Помимо этого, в системе присутствуют четыре электронных модуля для электрического питания, сбора данных, управления телескопом и выполнения дополнительных задач. Также предусмотрены гидроакустические модули для корректного позиционирования оптических модулей. Все станции объединены в группы, которые связаны с береговым центром управления.

Конструкция оптического модуля

Интересный факт: телескоп работает преимущественно зимой, когда лед более плотен и стабилен.

Принципы работы нейтринного телескопа

Основным элементом телескопа является лед на поверхности Байкала. С помощью аппарата фиксируются нейтрино, проходящие через Землю. Эти частицы пролетают через мантию, ядро и другие слои планеты, и в один момент создают новую частицу – разряженный мезон. Если это происходит во льду, то выделяется излучение, которое фиксируют ученые. Поскольку такие события крайне редки, необходимо большое количество льда для увеличения вероятности их обнаружения.

Коротко о принципах работы Baikal-GVD

Мировые аналоги и преимущества Baikal-GVD

Baikal-GVD не является первым в мире нейтринным телескопом – самым крупным на данный момент считается IceCube, расположенный в Антарктиде. IceCube способен не только фиксировать нейтрино, но и определять их координаты с точностью до 10-15 градусов. Толщина льда Байкала позволяет повысить точность до 4 градусов. Баикальский телескоп также обладает преимуществами, такими как отсутствие светящихся микроорганизмов и сильных течений, что ещё больше повышает качество данных.

Нейтринный телескоп IceCube

Тесное взаимодействие телескопов IceCube и Baikal-GVD позволит охватить разные области неба, что существенно расширит возможности исследований. Баикальский телескоп будет фиксировать нейтрино, проходящие через Землю с Южного полюса, а IceCube – с Северного, что позволит наблюдать больший спектр космических объектов.

Зачем нужен телескоп Baikal-GVD?

Нейтрино могут предоставлять ценные данные о процессах, происходящих в недрах галактик, а также об эволюции Вселенной. Исследования нейтрино помогут понять работу термоядерных реакций на Солнце и в других звездах. Хотя результаты таких исследований могут появиться не сразу, ученые надеются на значительные открытия в долгосрочной перспективе.

Нейтрино могут раскрыть тайны Вселенной