Байкал - ключ к тайнам космоса
Разгадки многих тайн космоса находятся на дне Байкала. И отыскать их пытаются иркутские физики с помощью байкальского глубоководного нейтринного телескопа.
106-й километр Кругобайкалки, падь Ивановская. На берегу несколько домиков, лебедки, дизельная станция. Это “мозговой центр” научной базы. Именно сюда стекается вся информация с телескопа о регистрируемых нейтрино. Сам телескоп глубоко под водой - на глубине более 1000 м. Он не похож на классический прибор, известный нам по урокам астрономии. Установка БГНТ - это 228 оптических приборов, особо прочных стеклянных сфер, в которые вмонтированы фотоприемники. Они отслеживают вспышки, которые оставляют нейтрино.
Нейтрино - элементарные частицы, которые открыли физики в прошлом веке. Через каждого из нас за секунду пролетают триллионы нейтрино, а мы их не замечаем. Эти частицы преодолевают расстояния в миллиарды световых лет и доставляют на Землю информацию о тех процессах, которые происходят в далеких галактиках, в гигантских источниках энергии, по сравнению с которыми Солнце словно вспышка спички.
Американцам океана не хватило
- Идея создания нейтринных телескопов глубоко под водой принадлежит советскому ученому М.А. Маркову, - поясняет Николай Буднев, профессор Иркутского государственного университета. - Однако попытку ее реализации первыми предприняли американцы. Они пытались построить установку возле Гавайских островов, но в открытом океане это не удалось. Впервые в мире зарегистрировать нейтрино под водой сумели ученые в России, на Байкале.
- Почему же это не удалось американцам?
- В океане или на море круглый год полно природных катаклизмов вроде ураганов, там с техникой не развернешься. А Байкал зимой покрыт толстым льдом, который можно использовать в качестве очень удобной и к тому же бесплатной платформы для монтажа очень сложных конструкций. Удивительная прозрачность воды помогает с наибольшей точностью фиксировать нейтрино. За последние пять лет нами было зарегистрировано 462 нейтринных события.
Открытия и “закрытия”
- Телескоп работает в полную мощность с 1998 года. За это время какие открытия удалось сделать?
- И открытия, и “закрытия”. Одна из самых любопытных проблем современной физики – “темная материя”. На основе движения галактик доказано, что все известные нам сейчас формы материи - это всего 4% того, что в принципе существует в природе! Это значит, что существуют другие виды материи, природа которых нам не известна, их ученые называют “темными”. Выдвигаются различные гипотезы о происхождении и состоянии этих форм материи. С помощью нейтринного телескопа мы пытаемся подтвердить или опровергнуть различные предположения. Некоторые из них мы уже “закрыли”, жаль, за это Нобелевских премий не дают. Хотя это не менее важная работа. Вместе с тем мы продолжаем поиск неизвестных видов элементарных частиц. Кто знает, может, нам и повезет первыми открыть что-то принципиально новое.
Изучаем сверхмощные источники энергии во Вселенной, в которых частицы ускоряются и выдают энергию, в миллиарды раз превосходящую ту, что достигнута с помощью самых больших ускорителей на Земле. Пока нет научного объяснения, что это за частицы, но если мы узнаем об этом, то, наверное, новые физические законы станут основой энергетики будущего на Земле. И, пожалуй, не только энергетики. Когда были только открыты законы электричества или радиоактивных распадов, то никто же не думал о компьютерах, атомных электростанциях и всем том, без чего мы не представляем нашу жизнь теперь.
Наш телескоп - один из двух, действующих в мире
- Говорят, с помощью телескопа вы изучаете и глобальное изменение климата. Что же нас ждет - потепление или похолодание?
- Действительно, байкальская вода фактически является составной частью нейтринного телескопа, поэтому мы должны очень хорошо знать все, что в ней происходит. Почти 300 оптических, акустических и других приборов позволяют наблюдать за развитием самых разных процессов в Байкале. Каждые десять минут на протяжении нескольких лет мы отмечаем динамику изменения температуры, для этого на трех натянутых по вертикали тросах распределено около 40 высокоточных термометров. Оказывается, что каждый год по-своему необычен, но чтобы говорить о глобальном потеплении или похолодании, надо иметь данные за гораздо больший промежуток времени. Хотя можно сказать, что верхний слой воды в Байкале стал прогреваться значительно сильнее, так что купаться стало приятнее (смеется).
- Байкальский нейтринный телескоп первым появился в мире. А на сегодняшний день мы сохраняем монополию, или где-то еще есть подобный прибор?
- Существует целых три проекта нейтринных телескопов в Средиземном море, но из-за технических сложностей монтажных работ в открытом море до сих пор ни одной работающей установки европейским странам создать так и не удалось, хотя работы начались около 15 лет тому назад. Американцы, поняв, как трудно работать в морских условиях, построили установку (Аманда) на Южном полюсе в антарктическом льду. Это второй действующий в мире нейтринный телескоп в природной среде. Важно, что байкальский нейтринный телескоп и находятся в разных полушариях и наблюдают за разными областями Вселенной, причем, несмотря на то, что в нашей установке гораздо меньше приборов и она несравнимо дешевле, ее чувствительность для регистрации самых интересных нейтрино высоких энергий не уступает телескопу . Это связано с очень слабым рассеянием света в байкальской воде. К нам, в сибирскую глушь, за опытом ежегодно приезжают ученые из Франции, Италии, Германии.
***
Байкальский нейтринный телескоп создан сотрудничеством “Байкал”, в которое кроме Иркутского государственного университета входят Институт ядерных исследований РАН, НИИЯФ Московского государственного университета, ОИЯИ (Дубна), немецкий физический центр DESY, ряд других организаций.
