2014: Разработка глубоководных нейтринных телескопов большого объёма и проведение исследований на них
Сотрудники, аспиранты и студенты физического факультета МГУ принимают участие в разработке и создании и проведении исследований на глубоководных нейтринных телескопах большого объёма.
«Исследование астрофизических нейтрино в настоящее время является весьма перспективным направлением исследований многих научных центров, занимающихся физикой частиц сверхвысоких энергий» — рассказал руководитель научной группы физического факультета и НИИЯФ МГУ, принимающей участие в работе нескольких крупных международных проектов по нейтринной астрофизике, доцент Евгений Широков.
Источниками астрофизической информации об удалённых объектах во Вселенной для нас могут быть первичные протоны, гамма-кванты и нейтрино. Однако, при энергиях, больших нескольких ТэВ, фотоны взаимодействуют с инфракрасным и микроволновым фоном, образуя электрон-позитронные пары. Протоны и электроны из-за наличия заряда подвержены влиянию магнитных полей в космическом пространстве, что не позволяет проследить их траекторию и установить их источник.
Нейтрино же, имея сверхнизкое сечение взаимодействия, доносят информацию от удалённых источников с искажениями, которыми можно пренебречь — их направление остаётся практически неизменным, что выделяет нейтрино среди других элементарных частиц в качестве уникального носителя информации. Это является одним из самых значительных отличий нейтрино с точки зрения регистрации по сравнению с фотонами и протонами высоких энергий.
В начале 90-х годов прошлого века начал активно использоваться черенковский метод регистрации нейтрино сверхвысоких энергий, что привело к созданию нового класса установок — глубоководных нейтринных телескопов большого объёма. С 2005 года научная группа МГУ, состоящая из сотрудников, аспирантов и студентов физического факультета Московского Университета и НИИЯФ МГУ, принимает участие в работах связанных с проектированием, созданием и обработкой данных от нейтринных телескопов большого объёма — проектах NEMO, ANTARES и KM3Net. В июне 2011 г. очередное Совещание коллаборации ANTARES было проведено в Москве, на физическом факультете МГУ им. М.В.Ломоносова.
Основными направлениями работы научной группы МГУ в данных проектах, являются следующие:
- разработка и создание новых типов фотоумножителей для оптических модулей телескопов.
- решение проблемы биолюминисценции, свойственной детекторам, работающим в морской воде. В ходе проведённой работы удалось успешно создать несколько фильтров биолюминисценции, что позволило существенно ускорить расшифровку получаемых сигналов.
- разработан новый алгоритм поиска сверхновых, используемый для возможного обнаружения данного типа астрофизических объектов, являющихся источниками космических нейтрино.
- ведётся работа по поиску нейтрино от недавно обнаруженного в гамма-диапазоне явления, вызывающего свечение в плоскости Галактики, т.н. «пузырей Ферми»
- выполнена работа по моделированию различных конфигураций оптических модулей для сооружаемого нейтринного телескопа с объёмом свыше 1 км3.
- начаты работы по возможному гидроакустическому обнаружению астрофизических нейтрино.
Одновременно с этим научной группой ведётся создание интернет-портала по физике нейтрино.
В «арсенале» данной научной группы немалое количество научных публикаций, в том числе и в высокорейтинговых журналах: Nucl. Instrum. Meth. A 656, 11-38 (2011); J. Instrum. 8, P07001 (2013); Eur. Phys. J. C 74, 2701 (2014).