На озері Байкал заробив телескоп Baikal-GVD для уловлювання нейтрино. Так називаються частинки, які утворюються в ході ядерних реакцій і мають здатність проникати навіть через найскладніші об'єкти. Наприклад, нейтрино може пройти через шар рідкого водню завтовшки в тисячу світлових років. Ці частинки доходять до Землі з різних куточків Всесвіту і можуть розповісти багато про будову і виникнення космосу. Однак, цих частинок дуже мало і щоб їх «виловити» вчені використовують товстий шар льоду, причому дуже великої площі. Створювати та утримувати величезний басейн спеціально для роботи телескопа дуже дорого, тому вчені використовують природні водойми. Розповідаємо, як працює телескоп Baikal-GVD і для чого він потрібен. Як завжди - тільки найважливіше, що потрібно знати.
З чого складається телескоп Baikal-GVD?
Будівництво телескопа Baikal-GVD почалося в 2015 році і на це було потрібно 2,5 мільярда рублів. Пристрій складається із сукупності глибоководних станцій і прикріплених до дна Байкалу сталевих тросів. Станції, іменовані як вертикальні гірлянди, утримуються на глибині близько 20 метрів за допомогою спеціальних поплавків. До тросу, на відстані 15 метрів один від одного, підвішені 36 оптичних модулів. Також до складу телескопа входять чотири електронних модуля для харчування електрикою, збору даних, управління телескопом і виконання інших завдань. Додатково до всього, є кілька так званих гідроакустичних модулів, які потрібні для утримування оптичних модулів в потрібному положенні. Станції об'єднані в групи, які з'єднані з Береговим центром.
Цікавий факт: так як для роботи телескопа дуже важливий лід, працювати він зможе тільки взимку.
Як працює нейтринний телескоп?
Але головними елементами телескопа не є оптичні модулі, а лід на поверхні Байкалу. Апарат «вловлює» частинки нейтрино, які прилітають із зворотного боку Землі. Частинки пролітають через всю мантію, ядро і інші шари планети. В один момент з них народжується наступна частка - розряджений мезон. Якщо зародження відбувається в льоду, воно випускає випромінювання, яке і можуть вловити вчені. Як можна зрозуміти, це відбувається вкрай рідко і зловити їх дуже складно. Але у Байкалу дуже велика площа і ймовірність улову багаторазово збільшується.
Коротко про те, як працює Baikal-GVD
Це далеко не перший нейтринний телескоп у світі - найбільший розташований на території Антарктиди і називається IceCube. Довгий час він був єдиним, хто може не тільки вловлювати частинки, але і визначати координати їх появи. Точність розпізнавання джерела нейтрино в телескопі IceCube становить 10-15 градусів. Але товщина льоду Байкалу дозволяє збільшити точність до 4 градусів. До того ж, на Байкалі немає світяться мікроорганізмів і сильних хвилювань води, що ще більше сприяє отриманню більш точних даних.
Телескопи IceCube і Baikal-GVD будуть дивитися на різні частини неба і тим самим доповнювати один одного. Байкальський телескоп буде ловити нейтрино, що пронизують Землю з Південного полюса і виходять в Північній півкулі. А телескоп в Антарктиді фіксує частки, що пронизують планети з Півночі і виходять на Півдні. Завдяки спільній роботі телескопів, вчені зможуть спостерігати відразу за великою кількістю небесних об'єктів. З Байкалу буде видна Велика Ведмедиця, а з Антарктиди - Магелланові Хмари.
Читайте також: Як працюють детектори нейтрино?
Навіщо потрібно вивчати нейтрино?
Вчені впевнені, що нейтрино можуть прилетіти з надр народжуються і вмирають галактик і нести з собою інформацію про процеси, які відбуваються у Всесвіті. Є надія, що вивчення цих частинок допоможе дізнатися більше про еволюцію галактик і інших космічних об'єктів. Також російські вчені сподіваються, що завдяки нейтрино їм вдасться стежити за темпом термоядерних процесів, що відбуваються в надрах Сонця. Однак, очікувати швидких результатів точно не варто. Досвід використання інших подібних телескопів показує, що на виявлення частинок можуть піти роки.
Посилання на цікаві статті, смішні меми та багато іншої цікавої інформації можна знайти на нашому телеграм-каналі. Підпишіться!
Інші нейтринні телескопи також розташовані на території Середземного моря, Китаю і Японії. Вперше ж частинки нейтрино були виловлені в 1970-і роки, за допомогою телескопа в товщі кавказької гори Андирчі. Однак, щоб виявляти частки нейтрино з більшою точністю, була необхідна чистіша вода. Саме через це в 1990 році і було прийнято рішення створити телескоп на Байкалі. Тоді це була перша версія, але тепер заробила більш досконала.