Совершить экскурсию в недра горы, где расположена Баксанская нейтринная обсерватория Института ядерных исследований РАН (БНО ИЯИ РАН), предлагаем вместе с Наталией Лесковой, которая ведёт свой репортаж на земле и под землёй.

Потоки нейтрино пронизывают нашу планету насквозь, оставаясь практически незамеченными. Чтобы зафиксировать следы взаимодействий неуловимой частицы с земным веществом, приборы для регистрации нейтрино размещают в толще воды, льда или скальных породах.

Ещё в 1970-е годы внутри горы Андырчи, что в Баксанском ущелье, московскими и бакинскими метростроевцами была прорублена штольня длиной четыре километра, проложены рельсы и пущены вагонетки, которые возили сотрудников будущих лабораторий Баксанской нейтринной обсерватории на работу. Эта обсерватория стала первой и единственной в мире, где тоннель был проложен специально для научных целей. Наверху появился населённый пункт для учёных и их семей, посёлок Нейтрино со своей инфраструктурой. Прокатиться по необычной железной дороге, где вагонетки возят людей и сейчас – незабываемое приключение в научное подземное царство.

БНО – целый комплекс наземных и подземных сооружений, обойти и объехать которые за один день очень трудно. Каждое сооружение выполняет свои важные функции. Всего удалось побывать в трёх лабораториях. Первая – это знаменитый галлий-германиевый нейтринный телескоп (ГГНТ), цель которого – регистрировать нейтрино, идущие от нашего светила. «Взвесить» нейтрино и тем самым расширить Стандартную модель, шагнув в Новую физику, стало одной из самых амбициозных задач современной науки. 

Научный сотрудник лаборатории ГГНТ Александр Шихин показывает одну из комнат систем регистрации. В ней происходит счёт событий распада радиоактивного германия-71. Это сердце лаборатории. Солнце излучает электронные нейтрино, и поэтому детектор настроен на взаимодействие с электронными нейтрино малых энергий. «Ближайшая к нам звезда имеет преимущество в этом смысле – она излучает основное количество нейтрино, которое достигает точки наблюдения…», – говорит Александр Шихин. Два года назад в лаборатории был осуществлён уникальный эксперимент BEST по обнаружению стерильных нейтрино, подготовка и проведение которого заняли двенадцать лет.

Ещё одна грандиозная установка Баксанской нейтринной обсерватории, тот самый четырёхэтажный дом внутри горы, о котором ходят легенды – это Баксанский подземный сцинтилляционный телескоп (БПСТ ИЯИ РАН). Он расположился на четырёх этажах одного большого помещения, соединённых лестницами, как обычный жилой дом. Детектор представляет собой параллепипед, собранный из сцинтилляционных счётчиков. Основание детектора 16 на 16 метров, высота – 11 метров. Очень важно, что детектор находится под землёй, ведь нейтрино – единственная частица, проходящая сквозь нашу планету, и Земля играет роль фильтра. «Детектор состоит из модулей – стандартных сцинтилляционных счётчиков, – говорит Махти Кочкаров, начальник установки, младший научный сотрудник БНО. – Когда через счётчик проходит заряженная частица, её след превращается в электрический сигнал благодаря сцинтилляции (процесс появления фотонов в среде, через которую пролетает заряженная частица). Учёные получают сигнал с каждого из модулей, затем строят траекторию.

Третья установка, на которой удалось побывать в этот день, находится уже на поверхности и называется «Ковёр». Здесь детекторы расположены гораздо плотнее друг к другу, чем в традиционных установках. Помимо центральной части «Ковра», занимающей 200 квадратных метров, имеются выносные пункты, которые похожи на небольшие домики, где живут туристы. На самом деле там «живёт» научная аппаратура.

Узнать подробности о Баксанской нейтринной обсерватории Института ядерных исследовании РАН и ответить на вопрос «Зачем нам ловить нейтрино?» поможет 10-й номер журнала «Наука и жизнь» за 2024 год.

Информацию подготовила О. В. Аралова, ведущий библиотекарь отдела периодических изданий.