В МИФИ начали калибровку модулей для крупнейшего нейтринного телескопа

В НИЯУ МИФИ приступили к калибровке глубоководных оптических модулей для российско-китайского проекта Baikal-HUNT — гигантского нейтринного телескопа, который планируется разместить в озере Байкал. В университет прибыли представители Института физики высоких энергий Китайской академии наук — старший научный сотрудник Ксиохау Ю и постдок Даниил Трофимов, доставившие два модуля, сообщили в пресс-службе МИФИ.

Проект Baikal-HUNT нацелен на регистрацию нейтрино сверхвысоких энергий — от 100 тераэлектронвольт и выше. Установка может стать крупнейшей в мире: ее объем достигнет 30 кубических километров. Всего для размещения в Байкале планируется изготовить около 2300 глубоководных гирлянд и 50 тысяч оптических модулей. Эксперимент стартовал в 2025 году, когда рядом с кластерами телескопа Baikal-GVD смонтировали два прототипа гирлянд HUNT; сейчас в воде работают уже три гирлянды с 24 модулями. Данные с нового телескопа будут обрабатываться в дата-центре, который планируется построить в Байкальске на южном берегу озера, — доступ к нему получат и российские, и китайские ученые.

Главный научный сотрудник Научно-образовательного центра НЕВОД, профессор НИЯУ МИФИ Анатолий Петрухин отметил, что на НЕВОДе уже успешно испытали модуль из эксперимента Baikal-GVD. «Китайским ученым нужно сопоставить данные с их модуля HUNT и данные с модулей Baikal-GVD. Для этого модули надо откалибровать в одних и тех же условиях — в черенковском излучении, а единственное место на планете, где это можно сделать, — наш НЕВОД», — пояснил он.

Доцент НОЦ НЕВОД Семен Хохлов раскрыл детали процедуры: модуль HUNT разместят по центру бассейна НЕВОДа, вокруг которого расположен координатно-трековый детектор ДЕКОР, способный с высокой точностью отбирать горизонтальные мюоны и восстанавливать их треки. «Отобранные» мюоны будут генерировать черенковский свет, и специалисты будут знать точный угол его падения на тестируемый модуль. Каждую неделю модуль будут поворачивать на 15°, засвечивая его с разных сторон. Два привезенных в МИФИ китайских модуля откалибруют таким образом за 6–7 месяцев, а затем при реконструкции событий в телескопе HUNT для всех 50 тысяч модулей используют зависимости, измеренные для этих двух. «Общая идея подобной калибровки была запатентована нами еще шесть лет назад», — добавил Хохлов.

Калибровка необходима из-за значительного расхождения результатов современных установок астрофизики высоких энергий: потоки нейтрино, измеренные телескопами Baikal-GVD и IceCube, отличаются на несколько десятков процентов. Причины пока неизвестны — это может быть связано с разным потоком нейтрино из разных частей галактики или с другими факторами. Взаимной калибровки нет, каждый эксперимент тестирует оборудование по-своему, поэтому так важно привести как уже построенные, так и создаваемые нейтринные телескопы к общему знаменателю. В НИЯУ МИФИ над этой проблемой задумались несколько лет назад и в 2020 году запатентовали способ калибровки оптических модулей по черенковскому свету от окологоризонтальных мюонов. Такую калибровку уже прошли модули Baikal-GVD, теперь началась калибровка Baikal-HUNT. 

Как писал ранее «Монокль», днем рождения идеи подводного телескопа можно считать 1 октября 1980 года, когда состоялось заседание ученого совета Института ядерных исследований (ИЯИ) АН СССР, на котором было принято предложение академика Маркова о создании в институте лаборатории для разработки метода глубоководной регистрации элементарных частиц. Тогда же решили создавать на Байкале испытательный полигон для прототипов планируемых в мире глубоководных крупномасштабных нейтринных телескопов. 1980-е годы ушли на расчеты, а 1990-е — на монтаж первого глубоководного нейтринного телескопа в мире: НТ-200. По своей конструкции он уже был очень похож на нынешний телескоп — те же тросы, закрепленные на дне озера, на которых висят шары-фотоэлементы, глаза телескопа.