Что удалось понять про нейтрино и как это было, — в беседе с Валерием Петковым

Наука и жизньНаука

Зачем нам ловить нейтрино?

Объясняет Валерий Борисович Петков, доктор физико-математических наук, заведующий Баксанской нейтринной обсерваторией Института ядерных исследований РАН.

Беседу ведёт Наталия Лескова.

Валерий Борисович Петков. Фото Андрея Афанасьева

Валерий Борисович, вы работаете здесь, в Баксанской нейтринной обсерватории, можно сказать, всю свою научную жизнь…

— В первый раз я приехал на практику, это был 1979 год. Представьте себе студента, который оказался там, где проводится гигантский эксперимент, — это вам не лабораторная работа. Сразу множество задач, абсолютно новая область — конечно, такое захватывает. Тем более я заканчивал кафедру теоретической и ядерной физики, а тут — такой мощный эксперимент. Попал я сюда по совету моего тогдашнего научного руководителя Григория Моисеевича Верешкова, и это оказалось действительно интересно. В 1980-м, окончив физический факультет Ростовского университета, я начал тут работать. Конечно, и в Ростовском университете учёные занимались современной физикой по целому ряду направлений — лазерная физика, радиофизика, физика полупроводников. Но Баксанский подземный сцинтилляционный телескоп — БПСТ — был первой в мире подобной установкой по объёму, да и вообще обсерватория была и остаётся единственной в мире, для создания которой специально прокладывали тоннель в горе. Первое нейтрино из нижней полусферы Земли зарегистрировали здесь в 1978 году, с тех пор идёт регистрация нейтринных событий. Установку «Ковёр» запустили в 1973 году. «Ковёр» замечателен тем, что представляет собой точную копию одного из слоёв БПСТ, там разрабатывали методику проведения экспериментов на БПСТ. А затем началась регистрация широких атмосферных ливней космических лучей — ШАЛ — с энергиями больше 100 ТэВ. В целом установка оказалась очень полезна, и это было даже неожиданно.

— А что было неожиданным?

— Обычно, когда хотят изучать ливни от частиц больших энергий, то располагают много детекторов на достаточно большой площади, хотя бы на десяти тысячах квадратных метров. А тут ливневая установка в целом небольшой площади, но зато состоящая из центральной части с непрерывной площадью регистрации, примерно в 200 квадратных метров, и шести выносных пунктов регистрации вокруг. И выясняется, что она может дать уникальные данные о сечении генерации струй частиц с большими поперечными импульсами. Позднее такие данные были получены на ускорителях, но сначала — здесь, именно благодаря такой структуре установки. Затем проводилось изучение структуры центральной области ливня, был измерен спектр центральных плотностей ШАЛ. Это то, что разреженные установки дать не могли. Они не плохие, просто у каждой своя область изучения. Потом мы стали установку развивать, поставили мюонный детектор, 175 квадратных метров, который назвали «Ковёр-2». Сейчас у нас мюонный детектор — уже 410 квадратных метров. Вокруг большое количество выносных пунктов регистрации, для того чтобы использовать преимущества обоих подходов.

На первом месте сейчас у нас гамма-астрономия. Есть такие удивительные объекты — гамма-всплески. У нас, например, было зарегистрировано совершенно уникальное событие от гамма-всплеска GRB 221009A в 2022 году. А 9 октября 2022 года зарегистрировали на спутниках всплеск гамма-излучения, следом установка LHAASO в Китае — она гораздо больше, чувствительность выше — зарегистрировала тысячи фотонов с энергиями до 18 ТэВ в первые 2000 секунд после начала всплеска. Но затем мы зарегистрировали единственное событие с рекордной энергией от этого направления через 4536 секунд после начала всплеска. Сейчас заканчивается его обработка, потребовалось много времени, чтобы провести моделирование. Если это гамма-квант с энергией 230 ТэВ — никто такого не регистрировал, только мы.

Этот гамма-всплеск произошёл на очень большом расстоянии, 720 мегапарсек, далеко за пределами нашей Галактики. Гамма-кванты таких энергий не должны были дойти оттуда до Земли, из-за микроволнового фона такие частицы должны были поглотиться.

— Но они всё же дошли?

— Мы оцениваем вероятность того, что это всё-таки случайное совпадение и к нам пришёл гамма-квант из другого объекта, смотрим, есть ли вблизи другие галактические источники. Можно предположить, что на самом деле пришёл высокоэнергичный первичный протон, а не гамма-квант, но всё-таки наиболее вероятно, что это именно гамма-квант. Мы разделяем первичные протоны и более тяжёлые ядра от гамма-квантов по числу мюонов в мюонном детекторе. Сейчас работа по оценкам вероятности у нас заканчивается, готовится статья на эту тему. Мы не можем сказать, что гамма-квант обязательно из той или иной области, но указываем вероятность. Если событие произошло от гамма-кванта, пришедшего с таких больших расстояний, это сразу даёт шанс для выхода за пределы Стандартной модели. То, что теоретики любят называть «новой физикой».

— Почему именно вам удалось увидеть это событие?

— Тут интересный момент. Как с обычными оптическими телескопами: есть двадцатиметровые, есть полуметровые, двухметровые — и все работают, у каждого своя область применения. Так и здесь: такие установки, как наша, могут видеть уникальные события. Конкурировать с более крупными установками при изучении постоянных источников нам довольно сложно. Большая установка, например, перебьёт нас статистикой, количеством регистраций. А при изучении транзиентов, то есть вспышечных событий, важно, кто успел увидеть и в какой фазе. Вывод простой: нужно наблюдать на всех установках. Чем больше у нас будет разных установок, тем большая вероятность увидеть редкие события.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Кубиты любят тишину Кубиты любят тишину

Чем квантовый компьютер лучше классического?

Наука и жизнь
Синдром внезапной гениальности: почему о нем не стоит мечтать? Синдром внезапной гениальности: почему о нем не стоит мечтать?

Синдром внезапной гениальности плохо изученное, но вполне реальное состояние

Psychologies
Петрикирхе: почему молчат колокола Петрикирхе: почему молчат колокола

Петрикирхе напоминает айсберг, немалая часть которого скрыта в катакомбах

Дилетант
Донорские кроветворные клетки оказались не склонны накапливать мутации после пересадки Донорские кроветворные клетки оказались не склонны накапливать мутации после пересадки

Клетки доноров оказались не склонны накапливать мутации

N+1
Академики на букву К Академики на букву К

Почему многих советских научных героев миновала премия Нобеля?

Знание – сила
«Не могу ни спать, ни работать, пока муж в командировке» — это уже созависимость? «Не могу ни спать, ни работать, пока муж в командировке» — это уже созависимость?

Где грань между привязанностью и созависимыми отношениями

Psychologies
Все краски бизнеса Все краски бизнеса

В чем отставание от времени красных организаций и каковы перспективы бирюзовых

РБК
В авторском прочтении В авторском прочтении

Легкий, хрустальный интерьер в духе ар-деко

SALON-Interior
Апгрейд карьеры: как и почему в России растет спрос на курсы по ИИ Апгрейд карьеры: как и почему в России растет спрос на курсы по ИИ

Почему есть разработчики, которые за счет дообучения хотят «украсить» резюме

Forbes
Материальный и ментальный минимализм: 3 способа избавиться от лишнего в доме и голове Материальный и ментальный минимализм: 3 способа избавиться от лишнего в доме и голове

Как отказ от лишнего в ментальной и материальной сферах улучшит вашу жизнь?

Psychologies
Образ жизни без кредита у организма Образ жизни без кредита у организма

Сеть клиник Biorise осваивает биохакинг

Монокль
5 американских автопроизводителей, которые строили танки 5 американских автопроизводителей, которые строили танки

Автомобильные компании, которые во времена мировых войн начали выпускать танки

4x4 Club
Любовь и Голубева Любовь и Голубева

Как на творческий метод Леоса Каракса повлияли отношения с Катериной Голубевой

Правила жизни
«Водородная эйфория» закончилась: почему этот источник энергии не спасет планету «Водородная эйфория» закончилась: почему этот источник энергии не спасет планету

Почему «водородная энергия» оказалась лишь иллюзией?

Forbes
«Работодателю важнее навыки и опыт, чем диплом о высшем образовании». Студенты — о преимуществах учебы в колледже «Работодателю важнее навыки и опыт, чем диплом о высшем образовании». Студенты — о преимуществах учебы в колледже

Почему молодежь предпочитает колледжи университетам?

СНОБ
По следам ушедшей эпохи По следам ушедшей эпохи

Реконструкция уникальной исторической квартиры в стиле ар-нуво

SALON-Interior
А что после? А что после?

4 распространенных сценария возникновения постапокалипсиса на Земле

Лиза
Дело валютчиков: как в СССР судили подпольных миллионеров Дело валютчиков: как в СССР судили подпольных миллионеров

Уникальное дело «королей» валютного мира СССР

ТехИнсайдер
СЦБ – как много в буквах этих! Сигнализация, централизация, блокировка – «ГАИ» железной дороги СЦБ – как много в буквах этих! Сигнализация, централизация, блокировка – «ГАИ» железной дороги

СЦБ: как устроена регулировка железнодорожных путей

Наука и техника
Художник одной книги Художник одной книги

Художник Дмитрий Гутов: марксизм и художественнокритицизм

Weekend
Витаминный десант Витаминный десант

Самые важные витамины и минералы для женщин, которые помогают не болеть

Лиза
Траектория невозврата Траектория невозврата

Как «Бег» Михаила Булгакова показал необратимость эмиграции

Weekend
Будет вам наукой Будет вам наукой

Семь свежих исследований, чтобы вы держали руку на пульсе актуальных знаний

Men Today
7 комнатных растений, которые можно выращивать в обычной банке 7 комнатных растений, которые можно выращивать в обычной банке

Как в банке вырастить комнатный цветок?

VOICE
Крюки на ногах позволили роботу ANYmal вскарабкаться по приставной лестнице Крюки на ногах позволили роботу ANYmal вскарабкаться по приставной лестнице

Скорость подъема ANYmal в 232 раза превосходит результаты других роботов

N+1
Бедный Павел Бедный Павел

О драматической судьбе Павла Первого и о его отношениях с матерью

Знание – сила
Артериальное давление Артериальное давление

Что влияет на артериальное давление и можно ли его регулировать

Здоровье
Фармакологи нашли подход к созданию новых лекарств против фиброза Фармакологи нашли подход к созданию новых лекарств против фиброза

Проект позволит создать новые препараты против смертельно опасного фиброза

ТехИнсайдер
Как иммигрантка из Ирана заработала миллиарды благодаря точным инвестициям в биотех Как иммигрантка из Ирана заработала миллиарды благодаря точным инвестициям в биотех

Маки Зангане: от эмиграции из Ирана до успешного проекта в биотехе США

Forbes
Что они несут Что они несут

Многие из образов киноперсонажей определяют моду на десятилетия вперед

Men Today
Открыть в приложении