Глубоко под горой Андырчи в Кабардино-Балкарии, в одном из самых чистых мест на Земле, идёт охота. Охотятся здесь на нейтрино — частицы, которые пронизывают наши тела миллиардами каждую секунду, но практически никогда не взаимодействуют с веществом. Руководит этой охотой академик РАН Владимир Гаврин. Он создал уникальную установку, которая позволила заглянуть в недра Солнца и вписать имя российской физики в золотой фонд мировой нейтринной науки.
Начало: от ядерной физики к нейтрино
Владимир Валентинович Гаврин родился 4 мая 1951 года. Он выпускник Московского инженерно-физического института (МИФИ) — кузницы кадров для атомной отрасли и фундаментальной науки. Его путь в нейтринную физику определился на раннем этапе: уже в дипломной работе он занимался расчётами, связанными с детектированием нейтрино. После окончания института в 1974 году он пришёл в Институт ядерных исследований АН СССР (ИЯИ РАН) и практически сразу оказался вовлечён в амбициознейший проект — создание первого в СССР нейтринного телескопа.
В 1977 году Гаврин отправился в первую экспедицию на Северный Кавказ, в район посёлка Нейтрино (название говорит само за себя). Там, в скальном массиве, началось строительство Баксанской нейтринной обсерватории. Он был одним из тех молодых физиков, кто буквально «своими руками» монтировал детекторы, отлаживал электронику и жил в суровых условиях высокогорья. С тех пор обсерватория стала для него родным домом — и в прямом, и в переносном смысле.
Главный подвиг: галлий-германиевый нейтринный телескоп
Ключевое детище Гаврина — Галлий-германиевый нейтринный телескоп (ГГНТ). Идея установки была предложена ещё в 1960-х годах, но реализована именно в Баксане под руководством академика Георгия Зацепина и при решающем участии Гаврина, который прошёл путь от научного сотрудника до научного руководителя комплекса.
Как это работает? В глубине горы, защищённой от космических лучей толщей породы, находится 50 тонн жидкого металлического галлия. Нейтрино, рождающиеся в термоядерных реакциях в центре Солнца, достигают Земли и вступают в редчайшую ядерную реакцию: нейтрино превращает атом галлия-71 в атом германия-71. Раз в несколько недель из этого огромного объёма металла химики «вымывают» образовавшиеся атомы германия и измеряют их количество. По числу таких превращений можно точно определить поток солнечных нейтрино — а значит, понять, какие процессы идут в ядре звезды.
В 1990-е годы, когда Россия переживала тяжёлые времена, финансирование науки сократилось до критического уровня. Гаврин и его коллеги буквально боролись за выживание установки: находили спонсоров, экономили на всём, но не прекращали набор данных. Благодаря их самоотверженности в 1999 году был опубликован окончательный результат, который вошёл во все учебники физики: поток солнечных нейтрино, измеренный на Баксанской обсерватории, блестяще подтвердил теорию термоядерного синтеза в Солнце. Более того, данные ГГНТ сыграли ключевую роль в разгадке «проблемы солнечных нейтрино» — загадочного дефицита этих частиц, который мучил физиков несколько десятилетий. Оказалось, что нейтрино обладают массой и способны осциллировать (превращаться в другие типы), и российские измерения легли в основу этого открытия, впоследствии удостоенного Нобелевской премии.
Новый рубеж: BEST и стерильные нейтрино
Гаврин не остановился на достигнутом. Он задумал и реализовал новый эксперимент — BEST (Baksan Experiment on Sterile Transitions), который стартовал в 2019 году. Цель — проверить гипотезу о существовании четвёртого типа нейтрино — так называемых «стерильных» нейтрино, которые не участвуют в слабых взаимодействиях и могут быть кандидатами на роль тёмной материи.
Установка BEST — это искусственный источник нейтрино (радиоактивный хром), помещённый в центр двух вложенных друг в друга сфер с жидким галлием. Такая конфигурация позволяет измерять нейтринные превращения на двух разных расстояниях от источника. В 2022 году эксперимент выдал результат: данные показали аномалию, которая может свидетельствовать о существовании стерильных нейтрино. Это сенсация, которая требует проверки, но уже сейчас BEST — самый чувствительный эксперимент в мире в этом диапазоне параметров.
Гаврин остаётся главным двигателем проекта: в возрасте за 70 лет он лично спускается в подземные лаборатории, контролирует каждый этап сложнейших химических извлечений и участвует в международных коллаборациях, доказывая, что российская экспериментальная физика способна задавать мировые стандарты.
Учитель и организатор
Помимо исследований, Владимир Гаврин — создатель научной школы. Он профессор, заведует базовой кафедрой физики элементарных частиц и космологии в МФТИ, воспитал десятки молодых физиков. Как заместитель директора ИЯИ РАН по научной работе, он курирует всю программу развития Баксанской обсерватории — уникального научного центра, который не имеет аналогов в мире по чистоте экспериментальных условий и набору установок.
«Баксанская обсерватория — это островок стабильности в трудные времена, — говорит Гаврин. — Здесь мы сохранили традицию фундаментальной науки, которая не гонится за быстрыми отчётами, а решает задачи, важные для понимания мироздания».
Призвание: искать невидимое
Нейтрино называют «частицами-призраками». Поймать их — всё равно что услышать шёпот в урагане. Гаврин посвятил этому всю жизнь. Его установки работают непрерывно уже более трёх десятилетий, и благодаря им мы знаем, что Солнце светит именно так, как предсказывают модели, а возможно, стоим на пороге открытия новой формы материи.
Владимир Гаврин — пример учёного, для которого физика стала не просто профессией, а образом жизни. Он выбрал горы, подземные лаборатории и долгие годы кропотливого сбора данных — потому что знал: истина не любит суеты. И эта истина, добытая в скалах Кавказа, принадлежит теперь всему человечеству.
Владимир Гаврин — четвёртый герой нашего цикла о российских учёных XXI века. Мы рассказали о физиках, биологах, генетиках. В следующих статьях мы познакомим вас с математиками, которые решают задачи тысячелетия, и химиками, синтезирующими новые элементы таблицы Менделеева.