Dodano: 16 marzec 2021r.

Zanurzony w Bajkale teleskop neutrinowy rozpoczął pracę

Rosyjscy naukowcy uruchomili jeden z największych na świecie podwodnych teleskopów kosmicznych. Znajdujący się na głębokości od 750 do 1300 metrów teleskop o nazwie Baikal-GVD będzie obserwował neutrina i może pomóc odpowiedzieć na najważniejsze pytania dotyczące fizyki cząstek i natury naszego Wszechświata. W projekcie uczestniczą naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie.

Zanurzony w Bajkale teleskop neutrinowy rozpoczął pracę

 

Podwodny teleskop neutrinowy Baikal-GVD (Gigaton Volume Detector) będzie szukał sygnału neutrin - maleńkich cząstek elementarnych, które bardzo słabo oddziałują z materią. Cząstki te mają niebywałą zdolność przenikania. Chociażby planeta taka jak Ziemia nie stanowi dla nich niemal żadnej przeszkody. Uczeni szacują, że przez jeden centymetr kwadratowy powierzchni naszej planety zwróconej ku Słońcu co sekundę przelatuje 65 miliardów neutrin.

Baikal-GVD

Biorąc pod uwagą właściwości neutrin, niezwykle trudno jest je wykryć. Ale i na to są sposoby. Gdy neutrina uderzają w wodę, generują błysk światła. Dlatego cząstki te wychwytuje się w ogromnych basenach znajdujących się głęboko pod powierzchnią, wypełnionych wodą lub innymi substancjami.

Budowę Baikal-GVD rozpoczęto w 2015 roku. Zanurzone obserwatorium umiejscowiono około cztery kilometry od brzegów jeziora. Składa się z lin zakotwiczonych w dnie, na których umieszczono łącznie około 10 tys. fotopowielaczy. W ciemności panującej w głębinach detektory będą rejestrować błyski światła wytwarzane przez neutrina oddziałujące z wodą. W sobotę uczeni umieścili w lodowatych wodach Bajkału ostatni z detektorów.

- Teleskop neutrinowy mierzący pół kilometra sześciennego znajduje się tuż pod naszymi stopami - powiedział Dmitrij Naumow ze Zjednoczonego Instytutu Badań Jądrowych, stojąc na zamarzniętej powierzchni jeziora. Uczony dodał, że za kilka lat teleskop ma zostać rozbudowany do jednego kilometra sześciennego, co oznacza, że będzie on obserwował błyski światła w objętości jednego kilometra sześciennego wody.

Detektory neutrin

Baikal-GVD to nie jedyne obserwatorium neutrinowe. Najsłynniejsze to chyba IceCube na Antarktydzie. Tam do wykrywania neutrin wykorzystuje zamarznięty lód zamiast wody. Teleskop ten prowadzony jest przez 49 instytucji naukowych z 12 krajów. Za pomocą tysięcy fotopowielaczy monitoruje kilometr sześcienny lodu znajdujący się niemal półtora kilometra pod powierzchnią. Fotopowielacze tropią subtelne błyski świetlne, inicjowane przez interakcję cząstek tworzących lód z neutrinami. IceCube rejestruje kilkaset neutrin dziennie.

Podobne obserwatorium jest budowane na dnie Morza Śródziemnego. Projekt nosi nazwę KM3NeT (Cubic Kilometre Neutrino Telescope) i jest międzynarodowym przedsięwzięciem. KM3NeT jest obecnie budowany w dwóch lokalizacjach z potencjalnym rozszerzeniem na trzecią oczekującą na finansowanie. Lokalizacje budowanych detektorów znajdują się na głębokości do 3500 metrów. Jeden jest u wybrzeży Riwiery Francuskiej i będzie głównie badać neutrina „lokalne”. Drugi detektor leży u wybrzeży Sycylii i przyjrzy się wysokoenergetycznym neutrinom, które pochodzą z wybuchów supernowych, rozbłysków gamma czy fuzji gwiazd neutronowych.

Rosyjscy naukowcy twierdzą, że Baikal-GVD jest największym detektorem neutrin na półkuli północnej, a jezioro Bajkał - największe słodkowodne jezioro na świecie - idealnie nadaje się do umieszczenia pływającego obserwatorium. - Oczywiście Bajkał jest jedynym jeziorem, w którym można rozmieścić teleskop neutrinowy ze względu na jego głębokość - powiedział Bair Szoibonow ze Zjednoczonego Instytutu Badań Jądrowych. - Ważna jest również klarowność wody. Bardzo ważny jest też fakt, że pokrywa lodowa utrzymuje się przez dwa-dwa i pół miesiąca – dodał.

Teleskop jest efektem współpracy naukowców z Czech, Niemiec, Polski, Rosji i Słowacji.

 

Fot. Sergey Pesterev / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0