Нобелевскую премию по физике за 2026 год вручили бельгицу Фрэнсису Халцену, предложившему использовать толщу антарктического льда для улавливания сверхслабовзаимодействующих частиц. На основе его идеи был построен крупнейший нейтринный телескоп IceCube, давший возможность «заглянуть» в глубокий космос. О значении нейтринной астрономии для современной науки, принципах работы подобных обсерваторий и вкладе российских физиков в исследование Вселенной, рассказал научный сотрудник Лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ Александр Попков.
Новое «окно» во Вселенную
Современная астрофизика получает данные о космических объектах по многим каналам. И это не только различные диапазоны электромагнитного излучения — оптический, радио, рентгеновский, гамма — но и прилетающие к нам из космоса частицы, и гравитационные волны. Открытие каждого нового такого «окна» во Вселенную — это большой научный прорыв, и недаром многие из них были удостоены Нобелевских премий. Предыдущий такой пример — премия 2017 года за открытие гравитационных волн. И вот теперь пришла очередь высокоэнергетичной нейтринной астрономии.
Почему нейтрино так важны для науки
Дело в том, что нейтрино — одна из самых трудноуловимых частиц. Ее масса ничтожно мала, она не имеет электрического заряда и поэтому не участвует в электромагнитных взаимодействиях. Поэтому они свободно проходят через практически любой детектор и даже через всю Землю насквозь. Однако по этой же причине нейтрино долетают до нас из самых дальних областей Вселенной и из таких областей космических источников, которые непрозрачны для света и иных волн. Это делает их носителями уникальной и очень ценной информации.
От Солнца до глубин космоса
Нейтрино умеренных энергий — приходящие к нам от Солнца или от вспышек сверхновых звезд — астрофизики научились ловить уже давно (за это, в частности, была присуждена Нобелевская премия 2002 года). Однако для регистрации нейтрино высоких энергий потребовалось создание установок принципиально другого масштаба.
Детектор IceCube, создание которого было награждено премией этого года — это кубический километр льда глубоко под Южным полюсом Земли, пронизанный множеством датчиков. Эти датчики регистрируют свет, который излучают другие элементарные частицы — мюоны — рождающиеся при взаимодействии нейтрино со льдом. Только восстановив траекторию этих вторичных частиц внутри огромного детектора, можно определить направление прихода нейтрино и их энергию.
Открытия, меняющие представление о галактиках
Данные обсерватории IceCube позволили ученым по всему миру сделать множество открытий. В частности, в нашей Лаборатории фундаментальных и прикладных исследований релятивистских объектов Вселенной МФТИ несколько лет назад было показано, что значимая доля высокоэнергетичных нейтрино рождается в очень быстрых струях плазмы, выбрасываемых из активных ядер галактик. Этот результат сильно изменил наше понимание состава таких струй и процессов в них.
Российский Baikal-GVD
Нужно также сказать, что IceCube — первая, но уже не единственная установка своего класса. В России на Байкале создан и функционирует детектор Baikal-GVD, обеспечивающий еще большую точность благодаря расположению в воде вместо льда. Так что самое интересное в нейтринной астрономии, безусловно, впереди!
Источник: НАУКА
