kozmos.hr
Jeste li znali?

Svemirski podvodni teleskop spušten u Bajkalsko jezero u Rusiji

Baikal-GVD-podvodni-teleskop
objavljeno

Podvodni neutrinski teleskop skuplja podatke od 2016. godine, usprkos tome što nije do kraja dovršen.

Ruski Baikal-GVD(eng. Gigaton Volume Detector)  neutrinski teleskop je zapravo skup optičkih neutrinskih senzora koji su smješetni u južni dio Bajkalskog jezera. Izrada teleskopa je započela još 2015. godine, te on skuplja podatke od 2016.

Neutrini su subatomske čestice vrlo malih masa, koji se gibaju brzinom bliskom brzine svjetlosti, te su električki neutralni( bez električkog naboja). Vrlo lako nastaju radioaktivnim raspadanjem, te su vrlo vjerojatno u ranom svemiru imali određenu ulogu.

Najveći podvodni teleskop na svijetu

Fizičari iz Instituta za nuklearna istraživanja pri Ruskoj akademiji za znanost, zajedno za kolegama iz institua Dubna, svake godine od veljače do travnja provode redovne kontrole na teleskopu, te mu instaliraju nove značajke.

Sam teleskop se nalazi 3.6 km od obale, te je spušten na dubinu od 1366 metara.

Svaki klaster novih instalacija uključuje 8 vijenaca dugih 525 metara, zajedno sa 36 optičkih modula na svakom. Udaljenost između vijenaca je 70 metara, dok je daljenost fotosenzora na vijencima 15 metara. Sve ovo je postavljeno kako bi se bilježilo Čerenkovljevo zračenje.

Do danas je instalirano sedam klastera, te je postavljanje osmog planirano za travanj ove godine. Nakon instalacije osmog klastera, efektivni volumen senzora trebao bi doseći 0,4 kubičnih kilometara. U budućnosti, planirano je širenje efeketivnog volumena teleskopa na kubični kilometar.

Dijagram neutrinskog Baikal-GVD teleskopa. Izvor: INR RAS

Neutrini imaju veoma slabu interakciju sa materijom, te kako bi se prepoznala takva vrsta interkacije potrebni su ogromni detektori sa stotinama i tisućama tona tekućeg scintilatora. Dodatno, potrebne su i stotine fotosenzora koje će uhvatititi kratke bljeskove koji nastaju tijekom takvih interakcija. Problematično je što uz korištenje takve tehnologije možemo uhvatiti samo nekoliko desetaka neutrina tijekom godine.

Astrofizički neutrini su od posebnog interesa fizičara. To su energetski ultravisoki neutrini koji mogu nastati u aktivnim galaktičkim jezgrama. Pošto neutrini ne reagiraju sa elektromagnetskim poljima, zbog njihovog neutralnog naboja, nisu apsorbirani od strane svemirske prašine( kao npr. fotoni), već nose informacije direktno “iz centra događaja”.

Primjerice, neutrini su prvi “dostavili” informacije znanstvenicima o supernovoj koja se dogodila 1987. godine u oblaku Magellanic. Prije nego su znastvenici mogli vidjeti samo eksploziju.

Vidno-polje-baikal-gvd-teleskop
Vidno polje teleskopa Baikal-GVD. Ima bolji prikaz južnog neba od IceCube neutrinskog teleskopa. Izvor: Zh.-A. Dzhilkibaev, INR

Neutrinske čestice konstantno nastaju u Suncu, unutrašnjosti Zemlje, atmosferi, nuklearnim reaktorima, te kako bi znanstvenici mogli pratiti i izdvojiti relativno rijetke astrofizičke neutrone, potrebni su iznimno veliki senzori i detektori, kojima su potrebne velike količine vode ili leda koji služi kao “radna tekućina”.

Prednosti Baikal-GVD teleskopa nad Ice Cube neutrinskim teleskopom

Najveći i najpoznatiji teleskop ove vrste je Ice Cube neutrinski teleskop, smješten ispod debelog leda na Antarktici. Ice Cube je sa radom započeo 2005. godine, te je 2010. svoj volumen proširio na kubični kilometar. Do sada je ovaj teleskop registrirao oko 100 energetski ultrajakih neutrina, uključujući i nekoliko njih čija energija premašuje peta-elektronvolta. Baikal-GVD je sa radom počeo tek nedavno, te su mu sukladno tome i rezulati skromniji.

Neutrinski-teleskop-Baikal-optički-senzor
Jedan od optičkih senzora neutrinskog teleskopa Baikal-GV. Izvor: JINR

Baikal-GVD ima jednu fundamentalnu prednost pred IceCube teleskopom, a to je niža kutna razlučivost. Led raspršuje svjetlost mnogo jače nego voda. Zbog navedenog razloga, za većinu astrofizičkih neutrina koje je IceCube detektirao, kutna razlučivost je bila iznimno velika- čak do 15 stupnjeva. Problematika ovog nalazi se u tome što je zbog velike kutne razlučivosti nemoguće odrediti priblično točnu lokaciju izvora neutrina.

Dosadašnja otkrića Baikal-GVD teleskopa

Baikal-GVD-teleskop
Postavljanje Baikal-GVD teleskopa. Izvor: JINR

Teleskop prikuplja i obrađuje podatke od 2016. godine. Voditelj projekta, Grigory Domogatsky sa Instituta za nuklearna istraživanja, izvjestio je kako su znanstvenici  “vidjeli” 12 kandidata sa energijama preko 100 tera-eletrkonvolta koristeći Baikal-GVD instalacije. Od 12 navedenih, možda će polovica proći verifikaciju i potvrdu, te biti zabilježeni kao “pravi” astrofizički neutrini.

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

– t.me/kozmoshr

Izvori:

• APPEC. (n.d.). Baikal-GVD neutrino TELESCOPE: A step forward construction of the cubic kilometer.
• France 24. (2021, March 13). Russia deploys giant space telescope in Lake Baikal.
• Science X. (2021, March 13). Russia deploys giant space telescope in Lake Baikal.
 TASS. (n.d.). Largest neutrino telescope in the northern HEMISPHERE commissioned at lake Baikal.
• Wikipedia. (2021, February 01). Baikal deep UNDERWATER neutrino telescope.