Ստորջրյա աստղադիտակներ՝ նեյտրինոների ուսումնասիրման համար. Նոր քայլ տիեզերքի ուսումնասիրության մեջ

Միջազգային գիտական խումբը սկսել է կառուցել հսկա ստորջրյա աստղադիտակներ Միջերկրական ծովի հատակին, որոնց նպատակը կլինի հայտնաբերել և ուսումնասիրել բարձր էներգիայի նեյտրինոները՝ փոքրիկ մասնիկներ, որոնք կարող են լույս սփռել տիեզերքի առեղծվածների վրա: Նախագծի արդյունքները հրապարակվել են Journal of High Energy Physics (JHEP) ամսագրում:

Ի՞նչ են նեյտրինոները և ինչու են դրանք կարևոր

Նեյտրինոները ենթաատոմային մասնիկներ են՝ գրեթե զրոյական զանգվածով և էլեկտրական լիցքով։ Դրանք ձևավորվում են աստղերի ներսում միջուկային ռեակցիաների, գերնոր աստղերի պայթյունների և նույնիսկ Երկրի մթնոլորտում: Իրենց թույլ փոխազդեցության պատճառով նեյտրինոները կարողանում են անցնել նյութի միջով քիչ կամ առանց միջամտության, ինչը նրանց ուսումնասիրությունը դարձնում է դժվար, բայց աներևակայելի արժեքավոր: Ենթադրվում է, որ այս մասնիկները կարող են եզակի տվյալներ տալ մեր Տիեզերքի ծագման և կառուցվածքի մասին:

KM3NeT նախագիծ՝ աստղադիտակի նախագծում

KM3NeT (Խորանարդ կիլոմետր նեյտրինո աստղադիտակ) նախագիծը ներառում է երկու հսկայական ստորջրյա աստղադիտակների տեղադրում Սիցիլիայի և Ֆրանսիայի հարավային ափերի մոտ: Յուրաքանչյուր աստղադիտակ բաղկացած է հարյուրավոր ապակե գնդերից, որոնք կախված են մինչև 700 մետր երկարությամբ մալուխների վրա: Գնդերի ներսում կան ֆոտոբազմապատկիչ խողովակներ՝ խիստ զգայուն սենսորներ, որոնք հայտնաբերում են լույսի թույլ շողերը, որոնք տեղի են ունենում, երբ նեյտրինոն փոխազդում է ջրի մոլեկուլների հետ:

Ներկայում տեղադրված է 57 մալուխ, բայց ապագայում դրանց թիվը կաճի մինչև մի քանի հարյուր՝ ստեղծելով հսկա «ստորջրյա անտառ» մթության մեջ՝ կիլոմետր խորության վրա: Սիցիլիական աստղադիտակը կուսումնասիրի տիեզերական նեյտրինոները, իսկ ֆրանսիականը՝ մթնոլորտում արտադրված նեյտրինոները։ Նման բաշխումը հնարավորություն կտա ուսումնասիրել տատանումները՝ մի տեսակի նեյտրինոյի փոխակերպումը մյուսի։

Նախագծի եզակի առանձնահատկությունները

KM3NeT-ը կլինի Անտարկտիդայում տեղակայված IceCube աստղադիտարանի ծովային համարժեքը, որտեղ դետեկտորները գործում են սառցե միջավայրում: Սակայն, սարքավորումների տեղադրումը ծովի հատակին պահանջում է նույնքան բարդ գործողություններ: Ամեն տարի գիտնականները մեկամսյա արշավներ են անցկացնում՝ նոր մալուխներ տեղադրելու համար։ Գնդերը ծովի հատակն իջեցվում են նավի կռունկների և սուզվողների միջոցով, և յուրաքանչյուր քայլ պահանջում է ճշգրտություն, քանի որ սխալները չեն կարող ուղղվել տեղադրումից հետո: