BAIKAL-GVD。ニュートリノハンター

人気のサイエンスビデオ「BAIKAL-GVD。Hunters for Neutrinos」では、バイカル湖でニュートリノを検出するための独自の設備の建設、実験の目標と目的、および関係者について説明しています。これは、真面目で面白く、壮大でありふれた、単純で複雑な、人々が宇宙のさらに別の秘密のベールを開くことを決定したときに直面しなければならないすべてについてのサイクルです。



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2013年に高エネルギーの天体物理学的ニュートリノが発見されたことで、新しい知識分野である高エネルギーのニュートリノ天体物理学が誕生しました。これは、南極の氷の南極にあるIceCube検出器が、1000TeVを超えるエネルギーのニュートリノを最初に検出したときに発生しました。現在までに、IceCube実験では、南半球で100を超える高エネルギーの天体物理学的ニュートリノが記録されています。空中からニュートリノを検出するには、北半球にギガトンスケールのニュートリノ望遠鏡が必要です。そのため、2015年以降、バイカル湖にBAIKAL-GVD第2世代ニュートリノ望遠鏡が積極的に建設されています。



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建設中のバイカルニュートリノ望遠鏡はユニークな科学施設であり、IceCube、ANTARES、KM3NeT望遠鏡とともに、地球の北半球で最も重要なネットワーク要素としてグローバルニュートリノネットワーク(GNN)の一部です。



ニュートリノは、天体物理学的大変動についての優れた「ストーリーテラー」です。それは宇宙を飛び回り、事実上誰にも何にも吸収されません。この粒子は中性であるため、磁場や電界によって偏向されません。つまり、その発生源は、ニュートリノの出現が記録された方向に正確にあります。地球に到達する宇宙ニュートリノの発生源は、超新星爆発、ブラックホール、アクティブな銀河核、またはバイナリスターシステムです。ニュートリノが宇宙で起こっているプロセスを研究するための優れたツールであるのはそのためです。



BAIKAL-GVDニュートリノ望遠鏡は、天体物理学的ソースからの超高エネルギーニュートリノフラックスを登録および研究するように設計されています。科学者たちはその助けを借りて、遠い過去に宇宙で起こったエネルギーの大量放出を伴うプロセスを調査することを計画しています。現代の天体物理学の謎の1つは、宇宙での天体物理的ニュートリノの誕生のメカニズムであり、太陽ニュートリノよりも数十億倍もエネルギーがあり、バイカルニュートリノ望遠鏡は、その独特の特性のおかげで、この謎に光を当てることができます。



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Baikal Neutrino Telescopeは、湖の深さが1366mに達する海岸から3.6kmの距離にあるBaikal湖にあるニュートリノ検出器です。設置場所は偶然に選ばれませんでした。まず、この地域には鉄道と電力線があります。大規模な産業科学センターであるイルクツク市は、検出器から55kmの場所にあります。第二に、湖の水は新鮮であり、機器の損傷を防ぎます。第三に、年に2か月間、湖は強い氷で覆われているため、設置作業を恐れることなく行うことができます。そして最後に、バイカルはフレア特性を持つK40とバイオルミネッセンスからの背景の輝きを欠いています。

それらは、検出器が正しく機能するのを妨げる可能性があります。



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ニュートリノがバイカル水柱を通過するとき、とらえどころのない粒子のいくつかがまだ水によって止められる可能性があります。このような相互作用の場合、高エネルギー粒子のミューオンまたはシャワーカスケードのいずれかが形成されます。ミュオンとシャワーカスケードの両方が水の輝きを引き起こします。これは、物理学ではチェレンコフ放射と呼ばれ、ソビエトの物理学者P.A.チェレンコフとS.I.バビロフによって発見された現象です。このようなグローは、帯電した粒子(たとえば、ミュオン)が水中の光の速度よりも速い速度で水中を移動するときに発生します(水中の光の速度は屈折率に反比例して減少します)。実際、ミューオンが光を追い抜く現象が発生します。検出器のタスクは、チェレンコフ放射を登録し、他の可能なイベントから天体物理学的ニュートリノでイベントを分離することです。



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GVDの最大の構造単位はクラスターです。2020年の場合、検出器には、互いに300 mの距離に配置された7つのクラスターがあります。各クラスターは、ガラスの光学モジュールがぶら下がっている8つの垂直に吊り下げられた花輪で構成されています(各花輪に36個)。プロジェクトによると、バイカル湖で完成した設備の容積は約1立方キロメートルになるはずです。



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Baikalニュートリノ望遠鏡は、この実験の創設者であり、世界の「ニュートリノ天文学」の方向性であるロシア科学アカデミーの核研究所(モスクワ)の主役と共同核研究所(ダブナ)との国際協力によって今日建設されています。このプロジェクトには、ロシア、ドイツ、ポーランド、チェコ共和国、スロバキアの10の研究センターから70人以上の科学者とエンジニアが参加しています。



BairShaybonovの写真


























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