На возеры Байкал зарабіў тэлескоп Baikal-GVD для ўлоўлівання нейтрына. Так называюцца часціцы, якія ўтвараюцца ў ходзе ядзерных рэакцый і валодаюць здольнасцю пранікаць нават праз самыя складаныя аб'екты. Напрыклад, нейтрына можа прайсці праз пласт вадкага вадароду таўшчынёй у тысячу светлавых гадоў. Гэтыя часціцы даходзяць да Зямлі з розных куткоў Сусвету і могуць расказаць многае аб будынку і ўзнікненні космасу. Аднак, гэтых часціц вельмі мала і каб іх «вылавіць» навукоўцы выкарыстоўваюць тоўсты пласт лёду, прычым вельмі вялікі плошчы. Ствараць і ўтрымліваць вялізны басейн спецыяльна для працы тэлескопа вельмі дорага, таму навукоўцы выкарыстоўваюць натуральныя вадаёмы. Расказваем, як працуе тэлескоп Baikal-GVD і для чаго ён патрэбны. Як заўсёды - толькі самае важнае, што трэба ведаць.
З чаго складаецца тэлескоп Baikal-GVD?
Будаўніцтва тэлескопа Baikal-GVD пачалося ў 2015 годзе і на гэта спатрэбілася 2,5 мільярда рублёў. Прылада складаецца з сукупнасці глыбакаводных станцый і прымацаваных да дна Байкала сталёвых тросаў. Станцыі, названыя як вертыкальныя гірлянды, ўтрымліваюцца на глыбіні каля 20 метраў пры дапамозе адмысловых паплаўкоў. Да тросе, на адлегласці 15 метраў адзін ад аднаго, падвешаныя 36 аптычных модуляў. Таксама ў склад тэлескопа ўваходзяць чатыры электронных модуля для харчавання электрычнасцю, збору дадзеных, кіравання тэлескопам і выканання іншых задач. У дадатак да ўсяго, ёсць некалькі так званых гідраакустычная модуляў, якія патрэбныя для ўтрымлівання аптычных модуляў ў патрэбным становішчы. Станцыі аб'яднаны ў групы, якія злучаныя з Берагавым цэнтрам.
Цікавы факт: так як для працы тэлескопа вельмі важны лёд, працаваць ён зможа толькі зімой.
Як працуе нейтрынны тэлескоп?
Але галоўнымі элементамі тэлескопа зьяўляюцца не аптычныя модулі, а лёд на паверхні Байкала. Апарат «ўлоўлівае» часціцы нейтрына, якія прылятаюць з адваротнага боку Зямлі. Часціцы пралятаюць праз усю мантыю, ядро і іншыя пласты планеты. У адзін момант з іх нараджаецца наступная часціца - разраджаны Мезон. Калі зараджэнне адбываецца ў лёдзе, яно выпускае выпраменьванне, якое і могуць ўлавіць навукоўцы. Як можна зразумець, гэта адбываецца вельмі рэдка і злавіць іх вельмі складана. Але ў Байкала вельмі вялікая плошча і верагоднасць ўлову шматкроць павялічваецца.
Коратка пра тое, як працуе Baikal-GVD
Гэта далёка не першы нейтрынны тэлескоп у свеце - самы вялікі размешчаны на тэрыторыі Антарктыды і называецца IceCube. Доўгі час ён быў адзіным, хто можа не толькі ўлоўліваць часціцы, але і вызначаць каардынаты іх з'яўлення. Дакладнасць распазнавання крыніцы нейтрына ў тэлескопе IceCube складае 10-15 градусаў. Але таўшчыня лёду Байкала дазваляе павялічыць дакладнасць да 4 градусаў. Да таго ж, на Байкале няма святлівых мікраарганізмаў і моцных хваляванняў вады, што яшчэ больш спрыяе атрыманню больш дакладных дадзеных.
Тэлескопы IceCube і Baikal-GVD будуць глядзець на розныя часткі неба і тым самым дапаўняць адзін аднаго. Байкальскі тэлескоп будзе лавіць нейтрына, якія працінаюць Зямлю з Паўднёвага полюса i выходзяць у Паўночным паўшар'і. А тэлескоп у Антарктыдзе фіксуе часціцы, якія працінаюць планеты з Поўначы i выходзяць на Поўдні. Дзякуючы сумеснай працы тэлескопаў, навукоўцы змогуць назіраць адразу за вялікай колькасцю нябесных аб'ектаў. З Байкала будзе бачная Вялікая Мядзведзіца, а з Антарктыды - Магеллановы Аблокі.
Чытайце таксама: Як працуюць дэтэктары нейтрына?
Навошта трэба вывучаць нейтрына?
Навукоўцы ўпэўненыя, што нейтрына могуць прыляцець з нетраў нараджаюцца і паміраюць галактык і несці з сабой інфармацыю аб працэсах, якія адбываюцца ў Сусвеце. Ёсць надзея, што вывучэнне гэтых часціц дапаможа даведацца больш аб эвалюцыі галактык і іншых касмічных аб'ектаў. Таксама расійскія навукоўцы спадзяюцца, што дзякуючы нейтрына ім удасца сачыць за тэмпам тэрмаядзерных працэсаў, якія адбываюцца ў нетрах Сонца. Аднак, чакаць хуткіх вынікаў дакладна не варта. Вопыт выкарыстання іншых падобных тэлескопаў паказвае, што на выяўленне часціц могуць сысці гады.
Спасылкі на цікавыя артыкулы, смешныя мемы і шмат іншай цікавай інфармацыі можна знайсці на нашым телеграм-канале. Падпішыцеся!
Іншыя нейтрынныя тэлескопы таксама размешчаны на тэрыторыі Міжземнага мора, Кітая і Японіі. Упершыню ж часціцы нейтрына былі вылаўлены ў 1970-я гады, пры дапамозе тэлескопа ў тоўшчы каўказскай горы Андырчи. Аднак, каб выяўляць часціцы нейтрына з большай дакладнасцю, была неабходна больш чыстая вада. Менавіта з-за гэтага ў 1990 годзе і было прынята рашэнне стварыць тэлескоп на Байкале. Тады гэта была першая версія, але цяпер зарабіла больш дасканалая.