Baikal-GVD подтвердил происхождение нейтрино свыше 200 ТэВ из Млечного Пути
Российский нейтринный телескоп Baikal-GVD в 2025 году независимо подтвердил событие, с которым связано возможное присуждение Нобелевской премии Фрэнсису Хальзену. Об этом рассказал член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник ИЯИ РАН Сергей Троицкий. Об этом пишет портал Science XXI.
С веществом эти частицы практически не вступают во взаимодействие: они беспрепятственно минуют планету и человека, оставаясь незаметными. Рождаются нейтрино на Солнце и в далёких галактиках, а их энергия порой достигает петаэлектронвольтов, то есть квадриллионов электронвольт, недостижимых на земных ускорителях. Ловить частицы в больших объёмах воды первым предложил советский академик Моисей Марков. Первый такой сигнал на Байкале зафиксировала группа физика Григория Домогацкого в 1995 году.
Иной путь выбрал бельгийско-американский учёный Фрэнсис Хальзен. В 1987 году на Южном полюсе он запустил проект AMANDA и тем самым задействовал антарктический лёд для поиска частиц. Для поимки нейтрино, которые крайне редко сталкиваются с атомными ядрами, нужна гигантская мишень. Ей стал прозрачный лёд на станции Амундсен-Скотт, а в 2004 году там заработал детектор IceCube. Это кубический километр льда с вмороженной измерительной аппаратурой: оптика лежит на отметках от 1450 метров до 2450 метров, между компьютерами и 5160 модулями с фотоумножителями — 17 метров. Толща льда заодно защищает от других частиц и позволяет сосредоточиться на нейтрино.
Когда частица сталкивается с ядром водорода или кислорода, возникают заряженные частицы, включая мюоны. Сквозь лёд они движутся со скоростью выше световой для этой среды и рождают синюю черенковскую вспышку. Оптические модули улавливают её, а по сигналу учёные вычисляют энергию и направление прихода частицы. Большая часть зафиксированных событий — атмосферные нейтрино, куда реже попадаются астрофизические. В 2013 году IceCube впервые увидел высокоэнергичные частицы, прилетевшие из космоса.
Позже обсерватории для поиска таких частиц начали строить по всему миру. Российский Baikal-GVD занимает 0,8 кубического километра, европейский KM3NeT в Средиземном море — примерно 0,2 квадратного километра. В обоих, как и в IceCube, оптические модули фиксируют вспышки. Черенковское излучение в толще льда распространяется дальше, а вода слабее рассеивает свет, что помогает точнее определить направление движения частицы. Исследователи ИЯИ РАН выяснили: нейтрино с энергией выше 200 ТэВ родились внутри Млечного Пути, а не за пределами Галактики. Группе Хальзена этого установить сразу не удалось, хотя об открытии он заявил ещё в 2014 году.
