Нейтринный глубоководный телескоп.
Следи за успехами России в Телеграм @sdelanounas_ruПроект нейтринного телескопа НТ-1000 на основе существующего детектора НТ-200+ для исследования вселенной и причин возникновения высокоэнергетических излучений в космосе.
Так как нейтрино это элементарная частица слабо взаимодействующая с веществом, то она способна менее чем за секунду пролететь сквозь Землю совершенно не заметив её. Благодаря таким свойствам наблюдение нейтринных излучений представляет прекрасные возможности по астрономическому наблюдению вселенной. В отличие от других излучений, которые поглощаются межзвездной пылью, нейтрино свободно проникает сквозь материю и не взаимодействует с электромагнитными полями. Через каждого из нас за секунду пролетают триллионы нейтрино, но мы этого не замечаем. Источником нейтрино в космосе являются звезды и планеты.
- Солнечные нейтрино: рождаются в термоядерных реакциях внутри Солнца.
Неуловимость нейтрино влечет и проблемы. Такую частицу трудно обнаружить. Чтобы построить нейтринный телескоп требуются большие масштабы. Построить такой детектор под землей (для избавления от фоновых излучений окружающей среды) будет дорогостоящим проектом. Поэтому Марковым М. А. в 1960 году была предложена идея подводного черенковского детектора.
В настоящее время, два подводных / подлёдных детектора принимают данные: Байкальский телескоп и телескопа ICE-CUBE на Южном полюсе. Кроме того, проекты NESTOR и ANTARES в Средиземном море присоединились к усилиям, направленным на создание подводного нейтринного телескопа. Но ни у одного из проектов нет таких перспектив как у байкальского нейтринного телескопа. Дело в том, что проекты подводных телескопов зависят от прозрачности воды. А подледные сложноэксплуатируемы по причине практической невозможности извлечения поврежденных детекторов из под километровой толщи льда. Прозрачность льда хуже чем у воды. Подземные детекторы требуют создания огромных искуственных помещений и их наполнения как минимум дистилированной водой. Озеро Байкал естественный водоем с самыми большими в мире запасами очень чистой воды. Зимой озеро покрывается льдом, что позволяет производить монтаж установки с поверхности льда. Нет необходимости создавать специальные суда для строительства и ремонта телескопа. Можно сказать природа "подарила" нам готовую среду для будущего нейтринного телескопа.
Работы, выполненные при создании установки, можно разбить на несколько этапов.
- 1960 г. - предложена идея большого подводного черенковского детектора (М. А. Марков).
- 1980 г. - начало байкальского эксперимента.
- 1981-1983 г.г. - первые эксперименты на Байкале с русскими оптическими модулями ФЭУ-49Б (фотоэлектронный умножитель). Освоение методики глубоководной регистрации. Измерение оптических характеристик водной среды в месте дислокации будущего детектора.
- 1984-1990 г.г. - строительство и эксплуатация глубоководной установки по поиску магнитного монополя, катализирующего распад протона. Установка состоящая из 12..36 ФЭУ-49Б, проработала 270 дней.
- 1987-1991 г.г. - создание и испытание глубоководного оптического модуля (ОМ) на основе фотоприемника “Квазар -370” (370 мм диаметр). Создание программ моделирования отклика ОМ на прохождения мюонов.
- 1989-1992 г.г. - проектирование глубоководного нейтринного телескопа НТ-200. Разработка и создание механических конструкций детектора и инженерного оборудования для его развертывания.
- 1993 г. - НТ-36, 3 гирлянды по 12 ФЭУ Квазар-370 = 36 оптических модуля.
- 1995 г. - НТ-72, 3 гирлянды по 24 ФЭУ Квазар-370 = 72 оптических модуля.
- 1996 г. - НТ-96, 4 гирлянды по 24 ФЭУ Квазар-370 = 96 оптических модуля.
- 1997 г. - НТ-144, 6 гирлянд по 24 ФЭУ Квазар-370 = 144 оптическимх модуля.
- 1998 г. - НТ-200, 8 гирлянд по 24 ФЭУ Квазар-370 = 192 оптических модуля.
- 2005 г. - НТ-200+, НТ-200 + 3 внешних гирлянды по 12 ФЭУ на каждой = 216 оптических модуля.
- Сейчас на основе детектора НТ-200+ предложен проект нейтринного телескопа НТ-1000 на основе новых оптических модулей из пермаллоя (для защиты от магнитного поля Земли).
В процессе строительства и модернизации установки ежегодно осуществлялись работы по поддержанию её работоспособности. В этой статье я предлагаю оценить незамысловатый и в тоже время имеющий фундаментальное значение труд наших ученых. Фотографии представлены за период с 1987 по 2005 годы не в хронологическом порядке. Большинство операций из года в год одинаковы.
- Лед на Байкале необычный. Где-то он гладкий и прозрачный, а где-то вздымается непролазными глыбами.
- А где-то даёт неожиданную трещину по среди зимы.
- Поэтому на выбор местоположения телескопа влияло очень много факторов.
- Лаборатория расположена около 106 километра Байкальской железной дороги
- Центр управления нейтринным телескопом.
- Привезли оборудование.
- Вот так выгляди калибровочный лазер.
- А это контроллер управляющий четырьмя оптическими модулями.
- Фотоэлектронный умножитель Квазар
- Так Квазары выглядят в паре на гирлянде
- Подготовка техники к зимней работе.
- Схема телескопа НТ-200
- Телескоп НТ-200+ функционирующий на данный момент.
- Вот так оптические модули фиксируют пролетающую частицу
- Схема связи телескопа с наземной лабораторией по подводным оптическим кабелям.
- Зимой всю технику перевозят с берега на место установки на льду. 1996 год.
- Вид на ледовый лагерь с берега. Дистанция 3,6 км. 1997 год.
- Ледовый лагерь. 1987 год.
- Начинают делать лунки.
- Формирование "лунок".
- Вода "закипает" освободившись от льда и бьет фонтанами.
- Вода необычайно прозрачная.
- Здесь будет крепиться кран.
- Это ось крепления.
- Притянули кран.
- Установили освещение.
- Сбор семи шестигранных платформ связывающих гирлянды. 1997 год.
- Погружение шестигранной платформы.
- Кран в работе.
- Без ручного труда никак.
- Установка первых оптических датчиков ФЭУ 49Б. 1987 год.
- Комиссия обследует Квазары.
- Монтаж оптических модулей.
- Подключение системного контроллера.
- Один из семи 25 метровых кабелей соединяющий центральную гирлянду с периферийными.
- Монтаж системного контроллера оптических модулей.
- Системный контроллер готов к погружению.
- Верх гирлянды длинной 1 км.
- Монтаж лазера.
- Лазер готов к погружению.
- Погружение лазера.
- Погружение связки буев, благодаря которым гирлянда не тонет.
- Иногда нужен водолаз.
- Подключение гирлянды.
- Холодный день.
- Иногда приходилось работать в темное время суток.
- Генератор.
- Предварительная калибровка погруженного оборудования.
- Ужин после работы
- Помлеобеденный перекур
- Кормление лабораторной собаки.
- Помывка в бане.
- Комплекс регистрации событий.
- Программирование модели.
- Обычный сибирский хакер.
- После выполнения зимней работы группа возвращается в институт ядерной физики в Дубне
- И начинаются доклады о проделанной работе и о том, что предстоит сделать.
- Рассмотр альтернативного проекта подледного телескопа на южном полюсе.
Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈
08.05.1213:08:18