Зафиксировать нейтрино из глубинного космоса можно по уровню энергии, однако для этого критически важна точная настройка программ моделирования под конкретный эксперимент, сообщил заведующий лабораторией Междисциплинарного центра физики элементарных частиц и астрофизики НГУ Евгений Кравченко.
Нейтрино — это нейтральная элементарная частица с крайне малой массой, которая почти не взаимодействует с обычной материей. У частицы нет электрического заряда, поэтому она не подвержена воздействию электромагнитных сил. Нейтрино рождаются в термоядерных реакциях, питающих звезды, а также прилетают от взрывов сверхновых и далеких галактик. Регистрировать нейтрино важно потому, что эти неуловимые частицы переносят чистую и неискаженную информацию из самых глубин Вселенной и изнутри атомных ядер.
«Астрофизические нейтрино, прилетающие из глубин космоса, практически ничем не отличаются от нейтрино, которые рождаются в верхних слоях атмосферы нашей планеты от взаимодействия космических протонов. Следует отметить, что вторых гораздо больше. Отличить нейтрино, рожденные в дальнем космосе от нейтрино, образовавшихся в земной атмосфере, возможно статистически — атмосферные нейтрино регистрируются при малых энергиях, а астрофизические — в диапазоне более высоких энергий. Здесь многое зависит от точности расчетов, производимых с помощью специально разработанных программ моделирования, которые необходимо настраивать и проверять для каждого конкретного эксперимента», — приводит слова Кравченко пресс-служба НГУ.
Сейчас в мире действует три нейтринных телескопа IceCube на Южном полюсе, KM3NeT в Средиземном море и Baikal-GVD на Байкале. Крупнейшая нейтринная обсерватория — это IceCube, находящаяся на антарктической станции Амундсен-Скотт в толще льда. Кравченко пояснил, что в эксперименте IceCube для этого над глубинными детекторами, находящимися в толще льда на глубине 2,5 км, на ледовой поверхности установлены специализированные детекторы, регистрирующие широкие атмосферные ливни, в которых и рождаются атмосферные нейтрино. По его словам, данная система детекторов очень сильно помогает эксперименту IceCube продвигаться в моделировании и калибровке, а также в решении отдельных астрофизических задач.
«Аналогичную систему необходимо иметь и на проекте Baikal-GVD, но это довольно сложная задача и ее решение связано с преодолением определенных сложностей. Установить детекторы атмосферных ливней непосредственно над глубинными детекторами на Байкале довольно затруднительно. Гирлянды с глубинными детекторами надежно закреплены якорями и сами себя поддерживают, но закрепить детекторы у поверхности воды гораздо сложнее. Если на Южном полюсе лед не тает круглый год, то Байкал каждую весну освобождается ото льда, кроме того, стабильной работе детекторов мешают ветра, дожди, таяние снега или замерзание воды», — пояснил ученый.