
A descoberta de neutrinos astrofísicos de alta energia em 2013 marcou o nascimento de um novo campo do conhecimento - a astrofísica de neutrinos de alta energia. Isso aconteceu quando o detector IceCube, localizado no Pólo Sul do gelo da Antártica, detectou pela primeira vez neutrinos com energias acima de 1000 TeV. Até o momento, o experimento IceCube registrou mais de 100 neutrinos astrofísicos de alta energia no hemisfério sul. Para detectar neutrinos de todo o céu, é necessário um telescópio de neutrinos em escala de gigatoneladas no hemisfério norte. Portanto, desde 2015, o telescópio de neutrinos de segunda geração BAIKAL-GVD está sendo construído ativamente no Lago Baikal.

O Telescópio Baikal Neutrino em construção é uma instalação científica única e, junto com os telescópios IceCube, ANTARES e KM3NeT, faz parte da Rede Global de Neutrinos (GNN) como um elemento essencial da rede no Hemisfério Norte da Terra.
Neutrino é um excelente "contador de histórias" sobre cataclismos astrofísicos. Ele voa pelo Universo, praticamente não sendo absorvido por ninguém nem por nada. Por ser neutra, essa partícula não é desviada por campos magnéticos e elétricos, o que significa que sua fonte está exatamente na direção em que foi registrado o aparecimento dos neutrinos. As fontes de neutrinos cósmicos que atingem a Terra são explosões de supernovas, buracos negros, núcleos galácticos ativos ou sistemas estelares binários. É por isso que os neutrinos são uma excelente ferramenta para estudar os processos que ocorrem no espaço.
O telescópio de neutrinos BAIKAL-GVD foi projetado para registrar e estudar fluxos de neutrinos de energia ultra-alta de fontes astrofísicas. Com sua ajuda, os cientistas planejam investigar processos com uma enorme liberação de energia que ocorreram no Universo em um passado distante. Um dos mistérios da astrofísica moderna é o mecanismo de nascimento dos neutrinos astrofísicos no Universo, bilhões de vezes mais energéticos que os neutrinos solares, e o telescópio de neutrinos do Baikal, graças às suas características únicas, será capaz de lançar luz sobre esse mistério.

O Telescópio Baikal Neutrino é um detector de neutrinos localizado no Lago Baikal a uma distância de 3,6 km da costa, onde a profundidade do lago chega a 1366 m. O local para a instalação não foi escolhido por acaso. Primeiro, há uma ferrovia nesta área e linhas de transmissão. Um grande centro industrial e científico, a cidade de Irkutsk, está localizado a 55 km do detector. Em segundo lugar, a água do lago é doce, o que evita possíveis danos aos equipamentos. Em terceiro lugar, durante dois meses por ano, o lago é coberto por uma forte cobertura de gelo, o que permite que as obras de instalação sejam realizadas sem medo. E, finalmente, em Baikal não há brilho de fundo do K40 e bioluminescência, que tem um caráter de reflexo.
Eles podem impedir que o detector funcione corretamente.

Quando os neutrinos passam pela coluna de água do Baikal, existe a possibilidade de que algumas das partículas elusivas ainda sejam interrompidas pela água. No caso de tal interação, forma-se um múon ou uma cascata de partículas de alta energia. Tanto o múon quanto a cascata de chuva causam o brilho da água, chamado de radiação Cherenkov na física, um fenômeno descoberto pelos físicos soviéticos P.A.Cherenkov e S.I. Vavilov. Esse brilho ocorre quando uma partícula carregada (por exemplo, um múon) se move na água a uma velocidade maior do que a velocidade da luz na água (a velocidade da luz na água diminui inversamente com o índice de refração). Na verdade, ocorre um fenômeno em que o múon ultrapassa a luz. A tarefa do detector é registrar a radiação Cherenkov e separar eventos com neutrinos astrofísicos de outros eventos possíveis.

A maior unidade estrutural do GVD é o cluster. Para 2020, o detector tem sete clusters localizados a uma distância de 300 m um do outro, cada um deles composto por 8 guirlandas suspensas verticalmente nas quais estão pendurados módulos óticos de vidro - 36 em cada guirlanda. De acordo com o projeto, o volume da instalação concluída no Lago Baikal deve ser de cerca de um quilômetro cúbico.

O telescópio de neutrinos Baikal está sendo construído hoje pela colaboração internacional com o papel de liderança do Instituto de Pesquisa Nuclear da Academia Russa de Ciências (Moscou) - o fundador desse experimento e a direção da "astronomia de neutrinos" no mundo, e o Instituto Conjunto de Pesquisa Nuclear (Dubna). Participam do projeto mais de 70 cientistas e engenheiros de dez centros de pesquisa na Rússia, Alemanha, Polônia, República Tcheca e Eslováquia.
Fotos de Bair Shaybonov