Подводный телескоп поможет обнаружить загадочные частицы

Международная команда ученых начала проект по строительству гигантских нейтринных телескопов на дне Средиземного моря. Эти уникальные устройства будут фиксировать высокоэнергетические нейтрино — загадочные субатомные частицы, которые могут раскрыть секреты космоса. Работа опубликована в журнале Journal of High Energy Physics (JHEP).

Нейтрино — это мельчайшие частицы, которые почти не имеют массы и электрического заряда. Они возникают в результате ядерных реакций внутри звезд, при взрывах сверхновых или даже в атмосфере Земли. Из-за своей слабой связи с материей изучение нейтрино представляет собой непростую задачу. Однако их редкие взаимодействия с ней могут предоставить ценную информацию о происхождении и устройстве Вселенной.

Проект KM3NeT (Cubic Kilometre Neutrino Telescope) представляет собой два подводных телескопа, которые будут установлены у берегов Сицилии и Южной Франции. Каждый из них состоит из стеклянных сфер, подвешенных на тросах длиной до 700 метров. Внутри этих сфер располагаются фотоумножители, которые способны регистрировать световые вспышки, возникающие в результате столкновения нейтрино с молекулами воды.

Раз в год ученые проводят месячные экспедиции, чтобы установить новые «нити» телескопа. Уже смонтировано 57 таких тросов, но в будущем их будет сотни, образуя «подводный лес» в абсолютной темноте на километровой глубине.

Сицилийский телескоп нацелен на изучение космических нейтрино, а французский фокусируется на нейтрино, возникающих в атмосфере. Это позволит исследовать их осцилляции — превращение одного типа нейтрино в другой. Аналогичный принцип используется в обсерватории IceCube в Антарктике, но там детекторы работают в ледяной среде.

Процесс установки крайне сложен и требует слаженной работы команды. Оборудование спускается на морское дно с помощью корабельных кранов и управляемых подводных аппаратов. Каждый шаг тщательно продуман: на исправление ошибок после монтажа просто нет шансов. Несмотря на трудности — морскую качку, круглосуточную работу и высокую стоимость операций, — ученые сохраняют энтузиазм.

«Это как отправить устройство на Луну», — сообщил физик Симоне Бьяджи, подчеркивая сложность проекта. Но при этом никто не жалуется: захватывающие закаты и живописные пейзажи Средиземноморья — приятный бонус к их исследовательской миссии.