Статья коллаборации Baikal-GVD вышла в авторитетном научном журнале Physical Review D, сообщили в РАН. В ней были опубликованы первые результаты поиска астрофизических нейтрино на основе данных, собранных байкальским глубоководным нейтринным телескопом Baikal-GVD. Был подтвержден нейтринный поток астрофизической природы, ранее обнаруженный антарктическим нейтринным телескопом IceCube.
Байкальский нейтринный телескоп — один из российских проектов уровня «мегасайнс». Торжественный запуск состоялся в марте 2021 года.
В статье представлены результаты измерения диффузного нейтринного потока космического происхождения. Были проанализированы данные за последние четыре года. Всего было выделено 25 событий-кандидатов на нейтрино астрофизической природы. Их число и распределение по энергии близки к зарегистрированным в эксперименте IceCube в Антарктиде.
Научная значимость этого результата заключается в том, что таким образом подтверждается существование космических нейтрино и что параметры нейтринного потока двух разных экспериментов совпадают в пределах статистических и систематических неопределенностей.
Нейтринный телескоп Baikal-GVD — воплощение идеи выдающегося советского физика академика Моисея Александровича Маркова, высказанной им в 1960 году. Он предложил регистрировать нейтрино, почти неуловимые частицы, в больших объемах воды естественных резервуаров, где на определенном расстоянии друг от друга будут расположены детекторы света — фотоумножители.
Нейтрино — уникальная элементарная частица без заряда и с очень малой массой. Чтобы произошло взаимодействие с другой частицей, нужны особые условия: нейтрино очень слабо взаимодействует с веществом. Где-то в космическом пространстве происходят процессы с гигантским выделением энергии, рождаются нейтрино, летят сквозь Вселенную и ни с чем не взаимодействуют. Когда физики регистрируют нейтрино на Земле, они могут определить направление, откуда прилетела частица, энергию, которая была в месте ее рождения, и тип нейтрино: электронное, мюонное или тау-нейтрино. Полученные данные дают физикам возможность изучать космические процессы с огромным выделением энергии, особенности эволюции галактик и формирования сверхмассивных черных дыр, а также механизмы ускорения частиц.
В Северном полушарии сейчас реализуются два проекта по строительству нейтринных телескопов: Baikal-GVD на Байкале (3000 оптических модулей) и KM3NeT/ARCA в Средиземном море (378 оптических модулей). Байкальский нейтринный телескоп – уникальная научная установка, расположенная в 3,6 км от берега на глубине около 1300 м. Установка состоит из 10 кластеров, в каждом кластере по 8 вертикальных гирлянд, на каждой гирлянде 36 модулей. Оптическая система регистрирует черенковское излучение мюонов и каскадов заряженных частиц высоких энергий, рожденных в нейтринных взаимодействиях.
Работы по развертыванию нейтринного телескопа продолжаются. Каждый год на Байкале проходят экспедиции, в ходе которых устанавливаются новые кластеры. Ожидается, что к 2027 году Baikal-GVD достигнет объема в один кубический километр, сравнявшись с IceCube, а в далеком будущем — в десять кубических километров.
Астрофизики, наконец, нашли в дальнем космосе источник высокоэнергетических нейтрино
В Баксанской обсерватории на Кавказе нашли следы новой частицы — стерильного нейтрино