Пресс-релиз 2019 проекта Baikal-GVD

Новости, 23 апреля 2019

Москва, 23 апреля 2019 года

Институт ядерных исследований РАН
Объединенный институт ядерных исследований
Иркутский государственный университет
Нижегородский государственный технический университет
Санкт Петербургский государственный морской технический университет
Институт экспериментальной и прикладной физики Чешского технического университета, Прага, Чехия
Факультет математики, физики и информатики Комениус Университета, Братислава, Словакия
Институт ядерной физики ПАН, Краков, Польша
EvoLogics Gmbh, Берлин, Германия

Пресс-релиз 2019

Два новых кластера оптических модулей Байкальского глубоководного нейтринного телескопа Baikal-GVD введены в строй. Эффективный объем установки, состоящей уже из пяти кластеров, вырос до 0.25 км³.

Организации — члены международной научной коллаборации «Байкал» сообщают, что в результате совместной работы по исследованиям, разработкам, производству в течение 2018 — 2019 гг. и монтажным работам во время экспедиции на озеро Байкал с 15 февраля по 12 апреля 2019 г. были введены в строй еще два кластера создаваемого глубоководного нейтринного телескопа кубокилометрового масштаба Baikal-GVD.

Всего в режиме набора данных в настоящий момент работает 5 кластеров. Кластер состоит из 8 вертикальных гирлянд оптических модулей каждый, по 36 оптических модулей на гирлянде. Общее количество оптических модулей 1440, размещенных на глубине 750 — 1350 м в 4 километрах от берега озера Байкал в районе 106 километра Кругобайкальской железной дороги. Эффективный объем установки достиг уровня ~ 0,25 кубического километра для ливневых событий от нейтрино высоких энергий, что позволяет ожидать два-три события в год от астрофизических нейтрино с энергиями, превышающими 100 тераэлектронвольт (ТэВ).

В состав телескопа также входит ряд перспективных устройств, с помощью которых исследуются новые способы определения пространственных координат оптических модулей, устройства для исследований и мониторинга гидрологических и оптических свойств водной среды, устройство для измерения вариативности напряженности электрического поля в водной толще озера Байкал.

Во время экспедиции 2019 был выполнен удвоенный объем работ по сравнению с прошлым годом. Для их обеспечения в 2018 — 2019 гг. организациями было произведено 600 оптических и 80 управляющих электронных модулей в глубоководном исполнении. Особое внимание было уделено обеспечению надежности глубоководной аппаратуры. Произведены все элементы несущих глубоководных конструкций, кабельные подводные магистральные и сетевые соединения, модемы гидроакустической системы позиционирования и другие элементы телескопа. Усовершенствованы технологии подготовительных, глубоководных и монтажных работ с поверхности льда, расширен парк специального автотранспорта и тракторов, существенно улучшены условия труда и быта приезжающих специалистов.

Всего в экспедиции участвовало 60 научных сотрудников, инженеров, техников, рабочих, включая волонтеров. Среди них 5 специалистов из зарубежных организаций.

Программа экспедиции 2019 выполнена полностью. В дополнение к двум новым кластерам гирлянд глубоководных оптических модулей, проложены две новые донные глубоководные линии кабельной связи, связывающие установку и береговой центр. Все системы телескопа были многократно протестированы и поставлены в штатный режим набора данных.

Результаты экспедиционных работ ежедневно освещались электронными дневниками и, впервые, короткими профессионально смонтированными видеорепортажами.

Телескоп Baikal-GVD предназначен для исследования природного потока нейтрино высоких энергий. В результате взаимодействий нейтрино в воде оз. Байкал образуются заряженные лептоны и каскадные ливни, генерирующие черенковское излучение, которое регистрируется оптическими модулями установки. Электронная система телескопа измеряет времена регистрации излучения оптическими модулями с точностью порядка миллиардных долей секунды, что позволяет восстановить направление траектории движущихся частиц с угловой точностью до долей градусов.

Для характерных энергий частиц, изучаемых в нейтринном телескопе, траектории заряженных частиц практически совпадают с направлением прихода астрофизических нейтрино, движущихся к нам без малейших искажений от своего источника, практически без потери энергии. Поэтому, большие глубоководные нейтринные телескопы после достижения определенных размеров открывают эру нейтринной астрономии, что позволяет изучать структуру и процессы Вселенной на расстояниях, недоступных никаким другим способом.

Впервые астрофизические нейтрино высоких энергий были зарегистрированы нейтринным телескопом на южном полюсе IceCube (США, Германия, Швеция), что подтвердило правильность и перспективность создания сети подобных по размеру телескопов, в согласии с предложением М. А. Маркова, высказанном еще в 1960 году.

Результаты обработки данных, полученных с помощью ранее установленных кластеров Baikal-GVD, показали его способность регистрировать нейтрино высоких энергий и необходимость увеличения его объема для повышения надежности и достоверности результатов. Свойства байкальской воды, а также совокупность других сопутствующих обстоятельств дают возможность создания уникальной в мировой практике по чувствительности и угловому разрешению установки, открывающей новые горизонты в астрономии и астрофизике.

Байкальский глубоководный нейтринный телескоп является уникальной научной установкой России и, наряду с IceCube, ANTARES и KM3NeT, входит в Глобальную нейтринную сеть (GNN) как важнейший элемент сети в Северном полушарии Земли и, как первый шаг на пути создания международного научного консорциума «Глобальная нейтринная обсерватория» (GNO). Основные результаты работ, также как и результаты наших коллег из IceCube, ANTARES и KM3NeT публикуются в ежемесячном выпуске GNN Monthly – бюллетене Глобальной нейтринной сети. Научные результаты будут опубликованы в ведущих российских и зарубежных журналах и доложены на научных конференциях и семинарах.

Телескопы, расположенные в Северном полушарии, обладают важным преимуществом — они способны вести практически непрерывное наблюдение центра Галактики (Baikal-GVD — 18 часов и KM3NeT — 15 часов в течение суток) и галактической плоскости, где сконцентрирована основная часть потенциальных галактических источников космических лучей (пульсары, остатки сверхновых, двойные системы и т.д.), включая массивную черную дыру Sgr A* в центре Галактики. Совместная работа в сети обеспечивает непрерывное наблюдение по всей небесной сфере без потери эффективности, что является целью и преимуществами совместной деятельности.

Текст:

Г. В. Домогацкий, заведующий Лабораторией нейтринной астрофизики высоких энергий ИЯИ РАН, д.ф.-м.н., член-корреспондент РАН, руководитель коллаборации «Байкал»

В. Б. Бруданин, д.ф.-м.н., профессор, начальник научно-экспериментального отдела ядерной спектроскопии и радиохимии, руководитель эксперимента «Байкал» в ОИЯИ

И. А. Белолаптиков, руководитель эксперимента «Байкал» в ОИЯИ

Текст и иллюстрации к пресс-релизу размещены на сайте: http://www.inr.ru/bgnt/

Скачать Пресс-релиз (PDF, 15.5 Mb)