Нейтрино с высочайшей энергией впервые пойманы Байкальским телескопом

Байкальский нейтринный телескоп совершил научный прорыв — впервые удалось зафиксировать нейтрино с очень высокой энергией, которые, как выяснилось, пришли из объектов внутри Млечного Пути. Это событие стало важным для всей научной среды и получило отражение в журнале The Astrophysical Journal.

Мы узнали у Андрея Танаева, руководителя НИИ прикладной физики Иркутского госуниверситета, кандидата физико-математических наук, почему это открытие считается таким значимым и что вообще представляют собой нейтрино.

Нейтрино — это частицы, почти не взаимодействующие с веществом. Их существование предположили ещё в 1930-х годах, когда учёные заметили, что при радиоактивных распадах часть энергии как будто исчезает. В 1956 году нейтрино всё же удалось обнаружить. Эти частицы почти не имеют массы и способны проходить сквозь планеты и звёзды.

Улавливать нейтрино крайне сложно: лишь изредка они сталкиваются с частицами вещества. В моменты такого взаимодействия могут возникать мюоны, которые двигаются быстрее света в воде и вызывают свечение — черенковское излучение. Этот эффект, открытый Павлом Черенковым, лег в основу работы Байкальского телескопа. Он регистрирует вспышки света, появляющиеся при редких столкновениях нейтрино с частицами воды.

Создавать телескоп начали ещё в 1980 году. Размещение детекторов глубоко под водой вызвало немало сложностей — вода Байкала прозрачная, но создаёт нестабильные условия для техники. Сейчас на глубине 1300 метров установлено почти 4700 оптических датчиков.

Такая глубина создаёт подходящую темноту, однако даже прозрачная вода ослабляет свет, а условия на глубине требуют регулярного обслуживания оборудования. К тому же необходимо фильтровать помехи и отслеживать нейтрино, приходящие «из-под Земли».

За год телескоп регистрирует всего 10–15 частиц с высокой энергией, что подчёркивает, насколько они редки. Эти частицы несут информацию о космических явлениях и могут многое рассказать об истории и устройстве Вселенной. Некоторые зарегистрированные нейтрино, возможно, свидетельствуют о ранее неизвестных источниках внутри Галактики.

Среди ключевых теорий, связанных с нейтрино, есть предположение, что они могут превращаться в другие типы частиц — это объясняет, почему на Солнце фиксируется меньше нейтрино, чем ожидалось. Однако свежие данные с Байкала вызывают вопросы к существующим моделям и могут привести к пересмотру представлений о происхождении этих частиц.

Телескоп в Байкале — один из крупнейших в мире. Он тесно сотрудничает с международными проектами, в том числе с IceCube. Ученые рассчитывают, что исследования нейтрино позволят раскрыть загадки тёмной материи и понять больше о ранних этапах развития Вселенной.