Пенсионный советник

«Эра нейтринной астрономии началась»

Первые внегалактические нейтрино открыли без России

Павел Котляр 22.11.2013, 08:46
Эксперимент Ice Cube впервые обнаружил нейтрино, приходящие из-за пределов Солнечной системы wikipedia.org
Эксперимент Ice Cube впервые обнаружил нейтрино, приходящие из-за пределов Солнечной системы

На Южном полюсе впервые пойманы высокоэнергичные нейтрино, прилетевшие извне Солнечной системы. Почему Россия осталась в стороне, «Газете.Ru» рассказали ученые, приложившие руку к фундаментальному открытию.

«Эра нейтринной астрономии началась» — так говорят руководители международного эксперимента Ice Cube на Южном полюсе, специалистам которого впервые удалось поймать едва уловимые частицы нейтрино, пришедшие к нам из-за пределов Солнечной системы и имеющие огромные энергии — до петаэлектрон-вольт (1015 эв). Сегодняшней публикацией в авторитетном журнале Science участники коллаборации подтвердили научную значимость открытия, о котором «Газета.Ru» писала еще в мае этого года.

О подробностях открытия и о том, какую роль в нем сыграли российские ученые, «Газете.Ru» рассказали член коллаборации Кристиан Шпиринг из немецкого института DES£Y и завлабораторией физики элементарных частиц ИТЭФ д.ф.-м.н. Андрей Ростовцев, который помимо работы в институте последнее время еще занимается и разоблачениями отечественных лжедиссертантов.

— Кристиан, после майского сообщения об этих 28 частицах что вы узнали о них нового?
К.Ш.: Мы тщательно изучали наличие различных фоновых источников. Например, тех нейтрино, которые были рождены при столкновении космических лучей с земной атмосферой. Мы пришли к выводу, что этих фоновых событий (прихода частиц) было 11 плюс-минус три. Так что 28 минус 11 — это 17 событий, которые, скорее всего, имеют внеземное происхождение. Когда мы это вычислили, сразу отправили наши результаты в журнал Science.

— Говоря «внеземные», вы подразумеваете, что они могут иметь и солнечное происхождение?
К.Ш.: Нет, потому что солнечные нейтрино имеют энергии, измеряемые КэВ или МэВ. Здесь же идет речь о тераэлектрон-вольтах или даже петаэлектрон-вольтах.

--Можете ли вы узнать направление их прихода?
К.Ш.: Да, мы планируем опубликовать карту неба, на которой будет виден некоторый кластер рядом с центром нашей галактики, из которого шесть-семь нейтрино пришли с вероятностью 8%. Сейчас нам надо собирать больше статистики и, возможно, улучшить методы анализа.

Мы считаем, что источником таких нейтрино могут быть сверхмассивные черные дыры или остатки от взрывов сверхновых.

— Как родилась идея построить такую обсерваторию?
К.Ш.: Сначала была задумка построить что-то похожее под водой. Первую такую идею высказал советский академик Моисей Марков, который предложил в 1960 году детектировать черенковское излучение от нейтрино под водой. Впервые решили построить такой прибор недалеко от Гавайских островов — совместный проект русских, американцев, немцев и японцев. Но когда началась война в Афганистане, власти США решили отказать в финансировании проекта, если в нем будут участвовать русские: было чисто политическое давление. Параллельно русские в 1980 году начинали свой проект под водой озера Байкал, и в 1988 году мы в ГДР начали работать с вашими учеными.

К сожалению, в 1990-х годах в России ситуация ухудшалась и становилась все менее предсказуемой, и мы в DESY решили, что нам нужна «вторая нога», и стали работать с американцами и шведами на Южном полюсе. Для проекта Ice Cube при помощи горячей воды мы сделали отверстия во льду на Южном полюсе до глубины 2,5 км и оставили там наши оптические датчики. Ice Cube стала первой лабораторией, которая для регистрации нейтрино использует целый кубический километр льда. Вторая по величине — подводная обсерватория Antares у берегов Тулона во Франции.

Но Ice Cube ловит нейтрино, прилетающие с Северного полушария через всю землю, а Antares — наоборот.

— Из пойманных вами частиц две получили собственные имена — Берта и Эрни… Как это произошло?
К.Ш.: С этих событий все началось, когда датчики могли зафиксировать только очень высокие энергии — ПэВ. Их назвал в честь персонажей «Улицы Сезам» один наш докторант из Висконсина. После этого мы снизили порог энергии и смогли зарегистрировать еще 26 высокоэнергичных частиц.

— Что для Ice Cube было сделано в России?
К.Ш.: В Институте теоретической и экспериментальной физики для нас сделали экран, который защищает фотоэлектронные умножители от магнитного поля Земли. Общее число таких экранов составляет около 5,5 тыс. штук — для подледных ФЭУ и для датчика широкоапертурных ливней на поверхности. Если мы дальше будем развивать обсерваторию, то, конечно, заинтересованы в дальнейшем сотрудничестве с ИТЭФом.

— Андрей, Россия в коллаборацию Ice Cube не входит, однако наши ученые внесли свой вклад в ее работу. Что конкретно они сделали?
А.Р.: Есть такая новая область астрономии — нейтринная астрономия. Она базируется на нейтринных телескопах, которые устанавливают либо подо льдом, либо под водой, это одно большое научное сообщество. Наш первый вклад был для обсерватории Antares. Дело в том, что детекторы черенковского излучения, которые в основном делают в Японии, очень чувствительны к магнитному полю Земли: пока электрон летит с фотокатода на анод, его траектория сильно зависит от того, как этот ФЭУ (фотоэлектронный умножитель) ориентирован к магнитному полю. Мы в ИТЭФе научились делать такой светопроницаемый экран, который защищает приборы от этого геомагнитного поля. Эти экраны были сделаны вот этими руками и руками членов нашей группы.

Оказалось, что никто в мире больше их делать не умеет, а мы никому о технологии не рассказываем.

Тогда еще были планы, что ИТЭФ войдет в коллаборацию и это будет такой материальный вклад, однако со временем планы изменились.

— А сейчас, при назначенном Михаилом Ковальчуком новом руководстве ИТЭФа, что-то подобное делается?

А.Р.: Вы знаете, в ИТЭФе все умерло, я бы так сказал.

Из-за гигантских бюрократических препон. Когда мы перешли в «Курчатник», от нас потребовали, чтобы все международное сотрудничество было оформлено на межправительственном уровне. Представьте себе, из-за каких-то экранов наши соглашения надо оформлять в кабинете министров! Иначе нам просто не разрешают работать.

— А если вам опять поступят предложения о сотрудничестве, что вы скажете?
А.Р.: Да они к нам постоянно обращаются, но мы говорим, что не можем. Сейчас идет строительство гигантского проекта на дне Средиземного моря в районе Сицилии (KM3NeT) — и там тоже нужны эти экраны.

Мы говорим: подождите, если у нас руководство сменится, будем делать.

Кроме того, сейчас американцы обсуждают продолжение Ice Cube, с более плотным ядром, и они сотрудничают сейчас с МИФИ, возможно, работа по этим экранам продолжится.

— Кристиан, вы знакомы с ситуацией, которая сейчас сложилась вокруг ИТЭФа?
К.Ш.: Да, я слышал о том, что там происходит. Я думаю, что сокращать контакты с иностранцами там, где они были очень полезными, невыгодно для России. Там работают очень хорошие люди, например мой коллега Андрей Ростовцев, Михаил Данилов (которого минувшим летом вынудили уйти с поста замдиректора по науке), которые имеют высокую репутацию на Западе и которые сделали очень много для нашего эксперимента и для эксперимента на Большом адронном коллайдере. Поэтому мы наблюдаем за этим с большим сожалением.

— Где вы так хорошо выучили русский язык?
К.Ш.: Во-первых, я родился в ГДР, а во-вторых, я четыре года, с 1974 по 1978 год, работал в Объединенном институте ядерной физики в Дубне. К тому же я очень тесно общался с моими коллегами и друзьями на озере Байкал.

Уже после публикации материала стало известно, что директор ИТЭФа уволил Андрея Ростовцева с должности руководителя лаборатории, переведя его в рядовые сотрудники