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

Изумрудный истребитель Изумрудный истребитель

Какой рыбак не знает зимородка, этого красавца в изумрудно-синем камзоле?

Наука и жизнь
«Вдох-выдох — тут уже есть повтор» «Вдох-выдох — тут уже есть повтор»

Как из повторов рождаются стихи и что с ними делают разные авторы

Weekend
Разведка дрейфом: что наука ищет в Арктике Разведка дрейфом: что наука ищет в Арктике

Российские учёные изучают Арктику, чтобы понять будущее Северного морского пути

Монокль
Перевести дух Перевести дух

Студенты готовы начать свое дело лишь через пять лет после окончания вуза

РБК
Обойти финансовые ловушки Обойти финансовые ловушки

Деньги приходят легче тогда, когда о них меньше думаешь как о цифрах

Psychologies
Валерия Федорович: «После «Кухни» мне ничего не страшно» Валерия Федорович: «После «Кухни» мне ничего не страшно»

Думала: что ему до моих проблем? А он отнесся ко мне по-человечески

Караван историй
Продается ипотека Продается ипотека

Как выставить на продажу залоговое жилье без досрочного погашения кредита

Лиза
Бот еще: чем опасна для бизнеса «забытая» автоматизация Бот еще: чем опасна для бизнеса «забытая» автоматизация

Не стоит забывать об одном риске IT-компании — «забытой» автоматизации

Forbes
Что такое японский маникюр и как его делать Что такое японский маникюр и как его делать

Как сделать маникюр в стиле аристократок и гейш эпохи Эдо

Psychologies
Наука в фантастике: эпизоды истории Наука в фантастике: эпизоды истории

Как идея о других мирах стала плодотворной для жанра фантастики и для культуры

Наука и жизнь
«Художник обидеть может каждого!» «Художник обидеть может каждого!»

Разные грани и тайны профессии от режиссера Михаила Цитриняка

Знание – сила
Хеллоуинское чтиво: мистические триллеры и детективы Хеллоуинское чтиво: мистические триллеры и детективы

Книги, которые создадут мистическое настроение

Maxim
Ешь, молись, люби Ешь, молись, люби

«Лапти» из картофеля по рецепту одной семьи из Иваново

КАНТРИ Русская азбука
Вторая сверхзвуковая: когда гражданские самолеты смогут летать быстрее звука Вторая сверхзвуковая: когда гражданские самолеты смогут летать быстрее звука

Сегодня человечество готово вернуться к сверхзвуку на новом уровне технологий

ТехИнсайдер
Наталья Зубаревич: «Произошло перераспределение инвестиционных потоков между регионами» Наталья Зубаревич: «Произошло перераспределение инвестиционных потоков между регионами»

Наталья Зубаревич — к какому кризису стоит готовиться бизнесу

РБК
Художник одной книги Художник одной книги

Художник Дмитрий Гутов: марксизм и художественнокритицизм

Weekend
«Криминальному чтиву» Тарантино 30 лет. Вспоминаем, как создавался культовый криминальный роман «Криминальному чтиву» Тарантино 30 лет. Вспоминаем, как создавался культовый криминальный роман

«Криминальное чтиво»: создание и влияние культовой картины Тарантино

Правила жизни
Все по полочкам: действительно ли уборка делает нас счастливее Все по полочкам: действительно ли уборка делает нас счастливее

Рассказываем, помогает ли уборка «поймать дзен»

ТехИнсайдер
Тише едешь: почему разводить улиток в России выгоднее, чем коров Тише едешь: почему разводить улиток в России выгоднее, чем коров

Почему фермеры отказываются от разведения коров в пользу экзотических моллюсков

Forbes
Прошу к барьеру! Прошу к барьеру!

Можно ли доверять презервативу полностью в деле защиты от инфекций?

Лиза
Игорь Бутман — о Московском джазовом оркестре и предстоящем туре Игорь Бутман — о Московском джазовом оркестре и предстоящем туре

Саксофонист Игорь Бутман — о современной музыке и ювелирном искусстве

РБК
Новая модель ChatGPT o1: шаг вперед или не до конца проработанная революция? Новая модель ChatGPT o1: шаг вперед или не до конца проработанная революция?

ChatGPT o1 обещает стать большим прорывом в мире искусственного интеллекта

ТехИнсайдер
Доллар по 100: почему опять дешевеет рубль и надолго ли это Доллар по 100: почему опять дешевеет рубль и надолго ли это

Когда мы увидим доллар по 100 рублей и чего ждать от национальной валюты?

Forbes
Какие книги помогут разобраться во французском искусстве XVII–XIX веков — рекомендации от Пушкинского музея Какие книги помогут разобраться во французском искусстве XVII–XIX веков — рекомендации от Пушкинского музея

Лучшие книги о французском искусстве XVII–XIX веков

СНОБ
Первая линия Первая линия

Востребованности Елены Николаевой могут позавидовать многие. Так было не всегда

OK!
История Михаила Пичугина и других людей, которым удалось выжить в открытом море История Михаила Пичугина и других людей, которым удалось выжить в открытом море

Истории выживания на большой воде

СНОБ
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
Палеонтологи впервые описали голову 2,6-метровой многоножки Палеонтологи впервые описали голову 2,6-метровой многоножки

Как выглядело самое крупное сухопутное членистоногое в истории

N+1
«Самое важное в проекте – это оценка зрителей» «Самое важное в проекте – это оценка зрителей»

Как создавать сложные проекты и как устроена индустрия сериалов

Правила жизни
Если снова болит голова Если снова болит голова

По каким причинам могут возникать частые головные боли?

Лиза
Открыть в приложении