Baikal-GVD в истории Лаборатории: часть 1
Идею создания телескопа для регистрации солнечных нейтрино предложил еще в 1946 году Бруно Понтекорво, но тогда поверить в возможность создания грандиозной установки (детектор в десятки тонн, чтобы «поймать» хотя бы одну частицу) было очень трудно.
В 1960-м году советский физик-теоретик Моисей Александрович Марков предположил, что проще всего детектировать нейтрино в больших объемах океанской воды. Идею поддержало мировое физическое сообщество, и в 1970-е годы был запущен первый проект нейтринного подводного телескопа DUMAND (Deep Underwater Muon and Neutrino Detector). Для его строительства выбрали место в Тихом океане вблизи Гавайских островов, однако по техническим причинам проект не смогли реализовать.
Следующая страница истории больших нейтринных телескопов была перевернута в 1980 году, когда на заседании ученого совета Института ядерных исследований АН СССР приняли предложение Моисея Александровича Маркова о создании в ИЯИ лаборатории для разработки метода глубоководной регистрации элементарных частиц. Местом для строительства нейтринного телескопа выбрали озеро Байкал: такую идею предложил еще в конце 1970-х годов академик Александр Евгеньевич Чудаков. Уникальный природный водоем идеально подходил для будущих нейтринных исследований: чистейшая вода, оптимальная глубина в один километр, постоянная температура на глубине и главное — толстый слой льда зимой, что позволяло с минимальными затратами ресурсов устанавливать кластеры детекторов телескопа.
Именно на Байкал как место создания нейтринного телескопа была ориентирована работа новой лаборатории Нейтринной астрофизики высоких энергий, которую возглавил Григорий Владимирович Домогацкий. Первые годы ее работы ушли на изучение свойств байкальской воды, подбор и создание частей детекторов, приспособлений для резки льда и прокладывания кабеля и так далее. В 1981 году начались работы с детекторами под водой, и в 1984-м ученые испытали установку «Гирлянда‑84», прообраз будущего телескопа. Строительство на Байкале началось в 1990 году. В 1993 году было установлено 36 оптических модулей, в 1996 году — 96 модулей, в 1998 году их стало 192, а в 2005 году — 228. Первое в мире подводное нейтрино было зарегистрировано Байкальским телескопом в 1994 году.
«В это же время американские физики строили детектор на Южном полюсе. Поистине, героический труд, поскольку строить такой детектор во льду гораздо сложнее и дороже, как минимум раз в двадцать.
Другой эксперимент строили европейцы в Средиземном море — ANTARES, в рамках которого ученые развивали технологию детектирования в морских условиях.
Эти три проекта и задавали уровень исследований в мире и, конечно, конкурировали друг с другом.
К началу 2000-х годов американские коллеги серьезно вырвались вперед, и стало ясно, что байкальский эксперимент безнадежно отстал. Вслед за первой установкой ученые из США начали строительство нового телескопа кубокилометрового масштаба — IceCube, который принес важнейшее открытие: астрофизические нейтрино, которые все искали, наконец, были зарегистрированы. Это стало революцией и рождением новой науки — нейтринной астрономии.
Между тем, телескоп во льду менее точен в определении направления нейтрино. Тогда участники байкальской коллаборации предложили создать новую версию Байкальского нейтринного телескопа размером в 1 кубический километр, используя важнейшие свойства байкальской воды.
Дело в том, что в байкальской воде свет почти не рассеивается. А это значит, что установка обеспечит высокую точность восстановления направления нейтрино. И с 2014 года началась активная работа по строительству нового телескопа на Байкале» (Д. В. Наумов, «Как ловят нейтрино на дне Байкала»).
(Продолжение следует)
Источники:
https://scientificrussia.ru/articles/kak-lovyat-nejtrino-na-dne-bajkala
http://nuclphys.sinp.msu.ru/mirrors/m064.htm
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/430618/Kosmicheskiy_glaz_Baykala
