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

Кирил Шипицин/Sputnik
Сваке зиме физичари су потапали стаклене кугле у Бајкалско језеро како би могли да направе неутрински телескоп и сазнају шта се дешавало у васиони пре много милиона, па чак и милијарди година. Сада је та гигантска конструкција прорадила, а њене могућности су феноменалне.

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.

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.

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.

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.

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.

Свако, па и делимично копирање материјала Russia Beyond без писмене дозволе и линка на оригинални текст објављен на веб-сајту Russia Beyond третира се као грубо кршење закона о ауторским правима Руске Федерације. Russia Beyond и медијски холдинг RT задржавају право реаговања на сличне противправне радње и покретања судског поступка.

Више занимљивих садржаја пронађите на Russia Beyond на српском
Сазнајте још:

Наш сајт користи „колачиће“ („cookies“). Притисните овде да сазнајете више о томе.

Прихватити коришћење „колачића“