Џиновски детектор спуштен на дно Бајкала: Шта траже Руси у тако великим дубинама?

Пратите наше садржаје преко иновационог руског сервиса Telegram! Сви наши најновији и најактуелнији текстови стижу директно на ваш паметни телефон! Ако Фејсбук одбија да дели наше објаве, уз Телеграм смо увек са вама!

По мартовском леду Бајкалског језера полако се креће трактор и вуче за собом огромну фрезу, високу скоро два метра. Она „гризе“ лед дебео један метар, до саме воде. Ту је и екипа од десетак људи у наранџастим радничким оделима. Они одмотавају кабал непрегледне дужине на који су нанизани сензори у облику стаклених кугли. Све се то спушта у воду, на дубину од 750-1.300 метара!

Та дубоководна „гирланда“ је прављена од 2015. године. Сваке зиме и у рано пролеће научници и инжењери су долазили овамо да постављају кластере најдубљег неутринског телескопа на свету, под називом Baikal-GVD. Средином марта 2021. године телескоп је званично пуштен у рад и почели су да се врше експерименти чији резултат би могао да преокрене све наше представе о васиони.

Зашто је то потребно?

Припрема за спуштање подводног телескопа Baikal-GVD на језеру Бајкал.

Кирил Шипицин/Sputnik

Неутрино је суперлака честица. Те честице прожимају васиону и све што у њој постоји. Док сте читали претходну реченицу кроз вас су већ пролетели квадрилиони (број са петнаест нула) неутрина који су пре осам минута рођени у центру Сунца. Али ви то, наравно, нисте осетили. То је друга важна карактеристика ових честица.

Неутрино има крајње слабу интеракцију са супстанцом. На пример, највише један од 10¹⁶ сунчевих неутрина се у људском телу судари са једним атомом. Елементарне честице су полупрозирне једне у односу на друге, тј. могу да пролећу једна кроз другу без сударања (без интеракције). Научницима је требало 26 година да забележе тај судар и потврде постојање неутрина и у пракси. То је постигнуто 1956. године. Истина, од тада проучавање неутрина није далеко одмакло.

Познато је само да је неутрино невероватно лак (чак и најтежи је милионима пута мањи од електрона) и да може бити различитог порекла. Неутрина се непрекидно „рађају“ на Сунцу, у дубини Земље, у атмосфери, у нуклеарним реакторима, у језгрима галактика које настају или нестају, у звездама и другим астрофизичким изворима.

Циљ постављања бајкалског телескопа је регистровање и проучавање токова неутрина супервисоких енергија, тј. оних који су долетели из дубоког космоса, и филтрирање свих осталих његових врста. У питању су прилично ретки „гости из свемира“ који могу да нам испричају шта се догађало са нашом Васионом, како је она еволуирала, како су се формирале галактике, црна материја и црне рупе. На пример, научници су управо на основу неутрина сазнали за експлозију супернове звезде 1987А у Магелановом облаку, још пре него што су астрономи угледали оптички бљесак.

Неутрински телескоп Baikal-GVD спушта се у Иркутској области, Русија.

Светлана Латињина/TASS

Ниједна друга честица нема такве могућности. На путу према Земљи магнетна поља одбијају све наелектрисане честице (протоне и електроне), тако да је немогуће одредити њихов извор, а честице светлости (фотони) из згуснутих и врелих области васионе могу да не изађу из њих или да приликом изласка претрпе велике промене. Неутрино није наелектрисан, тако да не реагује на магнетна поља и доноси информацију „са лица места“, а међузвездана прашина га не апсорбује. Због тога је праћење неутрина нешто попут новог канала за посматрање Васионе, и то изузетно прецизно посматрање. За њега се још каже да је то „капија у нову физику“. Ниједан други метод посматрања, било са Земље или из свемира, не може да „завири“ толико дубоко у васиону.

Зашто баш Бајкал?

Научници су још у прошлом веку схватили како да „ухвате“ неутрино и како да препознају правац из кога је долетео. То се постиже помоћу осетљивих фотодетектора плавичастог зрачења (за то је в 1958. године додељена Нобелова награда). Фотодетектори бележе слаби бљесак у оним ретким случајевима када неутрино ипак дође у интеракцију са супстанцом.

Неутрински телескоп Baikal-GVD спушта се у Иркутској области, Русија.

Светлана Латињина/TASS

Међутим, за регистровање је потребно на стотине фотодетектора, а такође велики обим максимално прозрачне супстанце са којом би неутрина долазила у интеракцију. Како направити такав детектор? И где поставити такву огромну запремину? Совјетски академик Мојсеј Марков је 1980. године дошао на генијалну идеју да се мноштво фотодетектора потопи у природне резервоаре воде и да се чека када ће неутрина сама да се „упецају“.

Највећа и најчувенија инсталација тог типа је телескоп IceCube. To je буквално „ледена коцка“ запремине једног кубног километра са фотодетекторима фиксираним у арктичком леду.

Први неутрино телескоп на Бајкалу појавио се 1993. године и звао се HT-36. Тада је први пут регистрован неутрино који је дошао одоздо, из дубине Земље. Али тај телескоп је већ застарео и истрошен, а и сувише је малих размера да би обезбедио даљи напредак у проучавањима.

Алексеј Кушниренко/TASS

Уместо њега је направљен савремени Baikal-GVD, на коме је радила међународна група физичара под руководством Института за нуклеарна истраживања Руске академије наука у Москви и Уједињеног института за нуклеарна истраживања у Дубни. Он се састоји од 288 оптичких модула на осам вертикалних гирланди. Према томе, овај неутрински телескоп је објекат који фактички има највећу висину у Русији. Само што је цео у води и удаљен је 3,5 километара од обале.

Текстови Russia Beyond су слободни за преузимање. Бићемо вам захвални ако их будете објављивали са линком који води на оригинални текст, односно на нашу страницу. Хвала!