Проекты XXI века

Итоги Байкальской экспедиции

В течение зимней экспедиции 2024 года коллаборация Baikal-GVD установила еще один кластер телескопа, развернула две межкластерные гирлянды с лазерными калибровочными источниками света, провела ремонт и модернизацию уже установленных элементов детектора, проложила два донных кабеля и продолжила работы по развитию кластера с системой передачи данных по оптическим линиям внутри установки. В рамках последнего, совместно с китайскими коллегами из ИФВЭ (Пекин), развернута пилотная гирлянда с элементами и организацией системы сбора данных проекта детектора следующего поколения.

Нейтринный телескоп Baikal-GVD предназначен для регистрации и исследования потоков нейтрино сверхвысоких энергий от астрофизических источников. С его помощью ученые планируют изучать не только процессы с огромным выделением энергии, которые происходили в далеком прошлом, но и эволюцию галактик, формирование сверхмассивных черных дыр и механизмы ускорения частиц.

Байкальский нейтринный телескоп - нейтринный детектор, расположенный в озере Байкал на расстоянии 3,6 км от берега, на глубине порядка 1300 м. Эта уникальная научная установка является важным инструментом многоканальной астрономии - нового мощного метода исследования Вселенной. Baikal-GVD - один из трех действующих крупномасштабных нейтринных телескопов в мире и, наряду с телескопами IceCube на Южном полюсе и KM3NeT в Средиземном море, входит в Глобальную нейтринную сеть (Global Neutrino Network, GNN).

Телескоп Baikal-GVD - самый большой в Северном полушарии и второй по размеру в мире. На сегодняшний день в строй введено 13 кластеров, расположенных на расстоянии 250-300 м друг от друга. С 10 апреля 2024 года они работают в режиме набора данных. Каждый кластер представляет собой самостоятельный детектор из 8 вертикальных гирлянд, на которых размещены оптические модули (по 36 на каждой гирлянде). По проекту объем установки к 2027-2028 годам должен составить порядка одного кубического километра. В настоящее время подводная структура установки содержит немногим более 4100 фотоприемников.

"Характерной особенностью экспедиции этого года было использование элементов детектора с вынужденным замещением на доступные составляющие в силу известных причин. Это привело к непредвиденным проблемам, которые, впрочем, были нивелированы во многом благодаря профессиональному опыту команды и качественной подготовке экспедиционных работ. За время экспедиции был установлен только один полный кластер, но при этом общий объем проведенных работ превысил по трудозатратам развертывание двух кластеров. Надеемся, что данные, полученные с установленного прототипа гирлянды детектора следующего поколения, позволят нам лучше понять физические возможности будущей установки, а также более трезво оценить задачи по ее развертыванию и созданию необходимой инфраструктуры", - отмечает руководитель работ экспедиции, начальник установки Baikal GVD ЛЯП ОИЯИ Игорь Анатольевич Белолаптиков.

"Раннее формирование устойчивого и прочного ледового покрова озера позволило увеличить продолжительность и объем выполняемых работ на льду, что, в свою очередь, помогло справиться с проблемами, связанными с нарушением в последние годы сложившихся каналов комплектации установки, и выполнить намеченный план работ экспедиции. Сделан хороший шаг к завершению этапа развития эффективного объема детектора до масштаба кубического километра, и поставлены на испытания первые элементы детектора следующего поколения", - говорит руководитель коллаборации, член-корреспондент РАН, заведующий Лабораторией нейтринной астрофизики высоких энергий Института ядерных исследований РАН Григорий Владимирович Домогацкий.

Байкальский нейтринный телескоп Baikal-GVD строится силами международной коллаборации с ведущей ролью Института ядерных исследований РАН, основоположника этого эксперимента и направления "нейтринной астрономии высоких энергий" в мире, и Объединенного института ядерных исследований.

Всего в проекте принимают участие более 70 ученых и инженеров из девяти исследовательских центров России, Чехии, Словакии и Казахстана. Экспедиция 2024 года была организована Институтом ядерных исследований РАН и Объединенным институтом ядерных исследований.

dlnp.jinr.ru,
фото Баира ШАЙБОНОВА