Вчені працюють над схемою гігантського підводного телескопа

Китайські вчені працюють над схемою гігантського телескопа для спостереження за нейтрино, однією з найпоширеніших частинок у Всесвіті. Об’єкт, розрахований на об’єм приблизно 30 кубічних кілометрів, буде занурений на глибину понад 1 км.

Виявлення нейтрино

Метою створення такого підводного телескопа є виявлення нейтрино високої енергії. Вважається, що частинки виробляються за межами Сонячної системи. Виявлення нейтрино, які проходять через телескоп, сприятиме вирішенню столітньої наукової загадки походження космічних променів.

На початку 1900-х років вчені виявили, що Земля постійно бомбардується енергійними частинками з космосу, які називаються космічними променями. У 2021 році Китайська обсерваторія LHAASO виявила 12 джерел гамма-променів, які, як вважають, походять з тих самих джерел, що й космічні промені.

Популярна гіпотеза полягає в тому, що високоенергетичні нейтрино та гамма-промені потенційно виробляються одночасно, коли творюють високоенергетичні космічні промені.

«Якщо ми зможемо виявити дві частинки разом, ми зможемо визначити походження космічних променів», — сказав Чень Мінцзюнь, провідний дослідник проекту в Інституті фізики високих енергій Академії наук Китаю.

Проходячи крізь воду, нейтрино стикаються з атомним ядром і утворюють вторинні частинки, випромінюючи світлові сигнали, які можуть бути вловлені детекторами під водою.

Чому на глибині

З глибини 1 км під поверхнею жодне сонячне світло не проникає в темряву; а оскільки фотосинтез не може відбуватися, риби чи мікроорганізмів також немає.

«Чиста вода допоможе збільшити ймовірність виявлення сигналів нейтрино», — пояснив Чень.

Подібні зарубіжні підводні детектори нейтрино включають в себе нейтринну обсерваторію IceCube Neutrino Observatory розміром в кубічний кілометр, розташовану поблизу Південного полюса, і нейтринний телескоп Baikal-GVD, який зараз охоплює 0,5 кубічних кілометрів в озері Байкал.

За словами Ченя, запланований китайський детектор буде набагато більшим. Це буде детектор об’ємом 30 кубічних кілометрів, який складається з понад 55 000 оптичних модулів, підвішених уздовж 2300 ниток.

У лютому його команда завершила перше морське випробування системи виявлення на глибині 1800 метрів під водою.

Більшість членів команди Чена витратили роки на вивчення космічних променів. Вони брали участь у проекті LHAASO, гігантського детектора космічного випромінювання, розташованого на висоті 4,41 км над рівнем моря в південно-західній китайській провінції Сичуань.

Проте полювання на позаземні нейтрино з глибокої води є більш проблематичною, ніж на горі, сказав Чень, додавши, що поточні проблеми, з якими стикається його команда, включають розробку детекторів, які відповідають вищим вимогам до водонепроникності, а також високу вартість підводного обладнання та операцій.