Нейтрино – одна из наиболее любимых физиками элементарных частиц. Эти частицы были предсказаны в 1930 году швейцарским физиком Вольфгангом Паули, но зарегистрировали их в прямом эксперименте только через четверть века. С тех пор исследования нейтрино превратились в способ изучения самых сложных вопросов строения Вселенной.
Нейтрино – это двигающиеся со скоростью света нейтральные частицы. До недавнего времени считалось, что их масса равна нулю. Экспериментальное исследование этих частиц чрезвычайно затруднено, поскольку нейтрино имеют очень маленькое сечение взаимодействия с веществом.
Для них проницаемо практически все, они беспрепятственно преодолевают гигантские расстояния и доставляют на Землю сведения об процессах, «свидетелями» которых были несколько минут или несколько миллиардов лет назад. Поэтому сегодня нейтрино – объект изучения мощных научных лабораторий во многих странах.
Нейтрино образуются в ходе разных ядерных реакций, поэтому их можно условно разделить по происхождению. Один из источников нейтрино – распад ядер в реакторах атомных электростанций. Другой источник - атмосфера Земли. Верхние слои атмосферы постоянно бомбардируются частицами, прилетающими из космоса. Энергии их таковы, что они порождают цепочки ядерных реакций, одним из продуктов которых могут быть нейтрино. Источником нейтрино также служит Солнце. Именно солнечные нейтрино помогают понять процессы, происходящие внутри Солнца и других звезд.
Для регистрации различных нейтрино строятся установки, которые отличаются конструкцией, размерами и местоположением, в соответствии с тем, какой метод детектирования они осуществляют и на какую энергию частиц рассчитаны.
Нейтрино несут в себе информацию о строении светила, тайнах возникновения Галактики и чёрных дырах. Более 100 триллионов этих частиц пронизывают каждого из нас ежесекундно. Нейтрино называют частицей-призраком оттого, что само нейтрино увидеть нельзя, говорит руководитель телескопа Баксанской нейтринной обсерватории Владимир Гаврин.
Обсерватория расположена в Баксанском ущелье, в 38 километрах от города Тырныауз Республики Кабардино-Балкария. Подземные сооружения обсерватории находятся в двух тоннелях длиной 3670 метров под горой Андырчи. Установленная над входом в обсерваторию красная буква «М» - память о метростроевцах, проложивших тоннели внутри горы.
http://rus.ruvr.ru/2011/03/22/47787350.html
Специалисты доставляются на работу в штольню электровозом. Электровоз двигается вдоль проводов, труб, системы вентиляции.
В обсерватории проводят исследования внутреннего строения и эволюции Солнца, ядра Галактики и других объектов Вселенной путём регистрации их нейтронного излучения. Занимаются поиском новых частиц и сверхредких процессов, предсказываемых современными теориями элементарных частиц, исследованием космических лучей высоких энергий.
Для этих целей здесь имеется расположенный на глубине 300 метров подземный сцинтилляционный (обладающий способностью излучать свет при поглощении ионизирующего излучения) телескоп объемом 3000 кубических метров. Это крупнейшая ядерно-физическая установка как по своим размерам, так и по объёму регистрируемой информации. Телескоп представляет собой сооружение, содержащее несколько тысяч модулей-детекторов. Информация от каждого из них одновременно и независимо регистрируется электронными устройствами и затем анализируется компьютерами.
Нейтрино отличается от других частиц тем, что оно практически не взаимодействует ни с чем, кроме галлия. В результате столкновения галлия и нейтрино получается ядро германия 71. После длительной обработки из 60 тонн жидкого металла выделяют атомы германия. Это следы пролетевших через галлий нейтрино. В этих атомах содержится информация о процессах, происходящих внутри Солнца, рассказывает Владимир Гаврин.
Имеется нейтринный телескоп и на дне озера Байкал.
Мы принимаем такое излучение, что нужно спрятаться от всего, чтобы нам ничего не мешало. Излучение, которое регистрирует телескоп, – это потоки частиц нейтрино. Даже не самих частиц, а следы их столкновений с другими элементами, например воды. При этом необходимо, чтобы другие космические частицы не мешали. Поэтому телескоп находится под водой, говорит доктор наук руководитель проекта Григорий Домогацкий.
Телескоп расположен на глубине 1366 метров. Это огромная глубоководная лаборатория. Висящие на тросах стеклянные шары – фотоумножители, регистрируют следы от пролетающих снизу вверх, через центр Земли, нейтрино. Информация передаётся в лабораторию и обрабатывается, свидетельствует директор Иркутского института физики Николай Буднев.
В июле 2007 года Иркутский государственный университет выиграл грант на Байкальский нейтринный проект. Обязательным условием было участие иностранных научных организаций. Иркутяне работают с Институтом ядерных исследований РАН, расположенным в Москве, Объединённым институтом ядерных исследований РАН, находящимся в подмосковной Дубне, институтом ядерной физики МГУ, германской лабораторией DESY и швейцарским институтом EAWAG.
Учёные пытаются приблизиться к решению одной из основных проблем современной науки - тайны «тёмной материи», продолжает Николай Буднев. Изучая движение галактик, учёные установили, что та масса, которая содержится в известных нам формах материи (излучение, звёзды, планеты, межзвёздный газ, те же самые нейтрино), составляет только 4 процента от всей гравитационной массы Вселенной. 96 процентов - это «тёмная материя» и «тёмная энергия», обладающие гравитацией, но людям не удалось пока их наблюдать.
«Тёмная материя» плохо взаимодействует с видимым веществом. Поэтому в 1960 году советский физик академик Моисей Марков предложил использовать в качестве детектора воду чистого природного водоёма. Вода, прозрачная для нейтрино, задерживает большинство других частиц. За сутки детекторы регистрируют около 900 тысяч «следов». Траектории, направленные снизу вверх, точно порождены нейтрино, так как только эта частица способна пройти сквозь земной шар.
