Баксанская нейтринная обсерватория
Кавказ, Приэльбрусье. Дорога вьётся по Баксанскому ущелью. Следуя по пути в сторону Эльбруса, в какой-то момент замечаешь среди традиционных балкарских названий на указателях значится и слово «Нейтрино».
Здесь, в глубинах горы Андырчи, располагается одно из самых известных в мировой науке мест — Баксанская нейтринная обсерватория, непосредственно связанная с исследованиями в области ядерной физики. За невзрачной бетонной стеной в склоне горы с воротами, увенчанными буквой «М», скрывается вход в лабораторию. Идущие туда же рельсы наводят на чёткую ассоциацию с метрополитеном.
Здесь на остановке у ворот к 8 утра собираются учёные, инженеры и другие сотрудники Баксанской нейтринной лаборатории. Небольшой электровоз доставляет их на работу, а вечером — обратно. Длина штольни с проложенными железнодорожными путями около 4 км, толщина горных пород над лабораториями около 2 км. Здесь в глубинах горы изучают нейтрино — элементарную частицу, почти не взаимодействующую с веществом.
В 60-х годах было решено построить специальную нейтринную обсерваторию. Все помещения и тоннели в толще горы проложили отряды Метростроя из Баку и Минска (отсюда и та самая красная буква «М» на входе). Первый успех к исследователям пришёл в 1979 году: нейтрино было физически зафиксировано.
Нейтрино — сверхлёгкая и почти не взаимодействующая с веществом частица — долго оставалась загадкой для учёных. Зафиксировать на поверхности Земли частицу, которая беспрепятственно проходит сквозь любые преграды, не представлялось возможным. Чтобы зафиксировать нейтрино, движущееся вместе с другими элементарными частицами, нужен фильтр, который задержит все частицы, кроме, собственно, нейтрино. Таким фильтром и стала гора.
Естественный радиационный фон Земли внутри лабораторий подавлен в 15-20 раз, что очень важно для проведения исследований. Этого добились за счёт применения специального низкофонового бетона (толщина слоя от 70 см до 1 м). Все эти условия необходимы для работы одной из расположенных здесь установок — сверхчувствительного галлий-германиевого нейтринного телескопа (ГГНТ).
Телескоп фиксирует нейтрино, движущееся от Солнца, что позволяет учёным исследовать процессы, происходящие в недрах звезды. В огромных тефлоновых ёмкостях располагаются около 50 тонн галлия — металла, лучше всего взаимодействующего с нейтрино.
Ещё один ключевой объект обсерватории — подземный сцинтилляционный телескоп. Специальные детекторы частиц занимают целых четыре подземных этажа, общее количество детекторов — около 3200 штук. Этот телескоп не такой чувствительный, как ГГНТ, и фиксирует более мощное нейтрино — мюоны, которые летят к нам из глубокого космоса. Благодаря этому телескопу, немногим более 30 лет назад был зафиксирован взрыв сверхновой звезды в Магеллановом облаке.
Дальше всех в недрах горы располагается лаборатория низкофоновых исследований. На территории лаборатории поток космических лучей снижен уже в 10 млн. раз. Эта лаборатория была открыта уже после распада Советского Союза. Отделывать помещения было не на что и во многих местах стены — это естественная скальная порода. Здесь проходят исследования фундаментального и прикладного характера в области элементарных частиц.
В настоящее время в лаборатории стартовал один из самых многообещающих экспериментов в области практических исследований в физике элементарных частиц — эксперимент BEST (Baksan Experiment on Sterile Transitions) по поиску так называемого стерильного нейтрино. Эти исследования, возможно, смогут приоткрыть завесу тайны тёмной материи.
Удобное расположение и уникальные условия Баксанской лаборатории всегда привлекали не только физиков-ядерщиков. Биологи изучали здесь влияние газа радона на организм, здесь же проводят исследования и геофизики, они изучают строение земной коры и проходящие в ней процессы.
И всё же, исследования и работа учёных Баксанской нейтринной обсерватории во многом в их же собственных руках. Минимальное финансирование, нехватка самого элементарного, работа на старом, ещё советском, оборудовании и использование расходных материалов, оставшихся с тех же времён. Особенно остро проблемы встали за последнее десятилетие. Потребность в фундаментальной науке на практике остаётся в руках горстки работающих в лаборатории учёных-энтузиастов, многие из которых трудятся там ещё со времён основания. Эти люди, которые несмотря ни на что, остаются искателями и продолжают свой поиск.