Поиск нейтрино: чем Байкал лучше Восточно-Китайского моря
В последние дни, появились публикации, рассказывающие что Китайская академия наук планирует установить на дне Восточно-Китайского моря крупнейшую в мире и действительно грандиозную по размерам установку по регистрации нейтрино объемам 30 кубических километров.
Однако, один из из ведущих российских специалистов по физике нейтрино, главный научный сотрудник Научно-образовательного центра НЕВОД НИЯУ МИФИ, профессор Анатолий Петрухин, считает, что замысел подобной установки не оптимален.
По словам Анатолий Петрухина, интерес к нейтрино обусловлен не только как к частице с удивительными свойствами, но и как к источнику информации о Вселенной, поскольку нейтрино – единственная частица, которая может прилететь из любого уголка Вселенной, не отклоняясь в магнитных полях (как заряженные частицы) и не поглощается в межзвездном веществе (как гамма-кванты).
Он несет неискаженную информацию о своем происхождении. Однако, из-за слабого взаимодействия нейтрино, чтобы зарегистрировать их достаточное количество, приходится создавать килотонные, мегатонные и даже гигатонные детекторы.
По словам эксперта, на сегодняшний день крупнейшим в мире нейтринным водным (точнее подледном) детектором является IceCube (ледяной куб), размещенный во льдах Антарктиды на глубинах от 1.5 до 2.5 километров льда.
Его объем составляет 1 кубический километр, а масса равна 1 гигатонне. Аналогичный детектор создается и в России в озере Байкал, его объем в настоящее время составляет 0,6 кубического километра и в ближайшее время увеличится до кубокилометра.
Детектор IceCube уже зарегистрировал несколько нейтрино от астрофизических источников, но опыт его работы показал, что масса в 1 гигатонну недостаточна для исследования нейтрино сверхвысоких энергий. Поэтому уже в течение нескольких лет обсуждается проект создания в Антарктиде детектора массой в 10 гигатонн.
Аналогичные проекты обсуждаются и в Китае. Известны, как минимум, два предложения. Одно – создание нейтриного водного детектора в Южно-китайском море, другое — создание значительно более крупного детектора в озере Байкал, естественно, совместно с российскими учеными. Его размер должен быть от 10 до 30 кубических километров. Какой из проектов будет принят, пока неизвестно.
Однако, по словам профессора Петрухина, при создании детектора под водой на больших глубинах возникают по-крайней мере две проблемы. Во-первых, это степень волнения в месте размещения. Например, вряд ли кому придет в голову размещать подобные установки вблизи мыса Горн, где практически постоянно дуют сильные ветра, вызывающие волнение моря. Во-вторых, это проблема биолюминесценции светящихся микроорганизмов, которая имеет вспышечный характер и может имитировать сигнал от прохождения высокоэнергичных частиц.
Этих проблем нет ни в Антарктиде, ни в Байкале. Монтаж гирлянд ведется с твердой поверхности, что позволяет устанавливать их с необходимой точностью. В Байкале (не говоря уже об Антарктиде) практический отсутствует биолюминесценция, что существенно улучшает фоновые условия работы научного оборудования, регистрирующего световые вспышки.