Пояснення: що робить телескоп у найглибшому озері світу?

Байкал-ГВД є одним із трьох найбільших нейтринних детекторів у світі разом із IceCube на Південному полюсі та ANTARES у Середземному морі.

Учасники змагаються на льоду замерзлого озера Байкал під час Байкальського кубку з льодового вітрильного спорту в Іркутській області, Росія, 23 березня 2021 року. (Фото Reuters: Юрій Новіков)

Наприкінці минулого тижня російські вчені запустили один з найбільших у світі підводних нейтринных телескопів під назвою Байкал-ГВД (Детектор об’єму Гігатон) у водах озера Байкал, найглибшого озера в світі, розташованого в Сибіру.

Спорудження цього телескопа, розпочате у 2016 році, мотивується місією детального вивчення невловимих фундаментальних частинок, які називаються нейтрино, і, можливо, визначення їх джерел. Вивчення цього допоможе вченим зрозуміти походження Всесвіту, оскільки деякі нейтрино утворилися під час Великого вибуху, інші продовжують утворюватися в результаті вибухів наднових або внаслідок ядерних реакцій на Сонці.

Інформаційний бюлетень| Натисніть, щоб отримати найкращі пояснення за день у папку 'Вхідні'.

Байкал-ГВД є одним із трьох найбільших нейтринних детекторів у світі разом із IceCube на Південному полюсі та ANTARES у Середземному морі.

Що таке фундаментальні частинки?

Поки що зрозуміло, що Всесвіт складається з деяких фундаментальних частинок, які неподільні. Загалом частинки матерії, про які вчені знають на даний момент, можна класифікувати на кварки та лептони. Але це стосується лише звичайної матерії або матерії, з якої, як відомо вченим, складається п’ять відсотків Всесвіту. У своїй книзі We Have No Idea художник-мультиплікатор Хорхе Чам і фізик Деніел Уайтсон сказали, що ці частинки складають речовину, яка становить лише п’ять відсотків Всесвіту. Про решту 95% Всесвіту, яку автори поділяють на темну матерію (27%), і про решту 68% Всесвіту, про які вчені поки не мають уявлення, відомо небагато.

Але у Всесвіті, про яку знають вчені, дослідження в галузі фізики наразі привели до відкриття понад 12 таких кварків і лептонів, але три з них (протони, нейтрони та електрони) - це те, з чого складається все на світі. . Протони (несуть позитивний заряд) і нейтрони (незаряджені) є типами кварків, тоді як електрони (несуть негативний заряд) є типами лептонів. Ці три частинки утворюють те, що називають будівельним блоком життя – атом. У різних комбінаціях ці частинки можуть створювати різні види атомів, які, у свою чергу, утворюють молекули, які утворюють все – від людини до дерев’яного стільця, пластикової пластини, мобільного телефону, собаки, терміта, гори, планета, вода, ґрунт тощо.

Чому вчені вивчають фундаментальні частинки?

Вивчення того, з чого складаються люди та все, що їх оточує, дає вченим можливість краще зрозуміти Всесвіт, як легко зрозуміти, що таке торт, якщо знати, з яких інгредієнтів він складається. Це одна з причин, чому вчені так захоплюються вивченням нейтрино (не те саме, що нейтрони), які також є типом фундаментальних частинок. Фундаментальне означає, що нейтрино, як електрони, протони та нейтрони, не можуть бути розбиті далі на менші частинки.

Отже, де вписуються нейтрино?

Що робить нейтрино особливо цікавими, так це те, що їх багато в природі, приблизно тисяча трильйонів з них щосекунди проходить через тіло людини. Насправді, це другі за поширеністю частинки після фотонів, які є частинками світла. Але незважаючи на те, що нейтрино багато, їх нелегко вловити, це пов’язано з тим, що вони не несуть заряду, внаслідок чого не взаємодіють з речовиною.

На веб-сайті, розробленому Національною прискорювальною лабораторією Фермі в США, сказано, що нейтрино є ключем до нової фізики: способів опису світу, які ми ще не знаємо. Вони також можуть мати унікальні властивості, які допоможуть пояснити, чому Всесвіт складається з матерії, а не з антиматерії. Подібно до того, як субатомні частинки так званої нормальної матерії можна класифікувати на електрони, протони та нейтрони, субатомні частинки, з яких складається антиматерія, мають властивості, протилежні до нормальної матерії. Хоча відомо, що антиматерія існує, ми ще не знаємо, чому вона існує або наскільки властивості її субатомних частинок відрізняються від властивостей звичайної матерії.

Одним із способів виявлення нейтрино є у воді або льоду, коли нейтрино залишають спалах світла або лінію бульбашок під час взаємодії. Щоб вловити ці ознаки, вченим доводиться будувати великі детектори. Підводний телескоп, такий як GVD, призначений для виявлення нейтрино високої енергії, які, можливо, вийшли з ядра Землі або могли виникнути під час ядерних реакцій на Сонці.

Поділіться Зі Своїми Друзями: