Лого Сделано у нас
27

Нейтринный глубоководный телескоп.

Проект нейтринного телескопа НТ-1000 на основе существующего детектора НТ-200+ для исследования вселенной и причин возникновения высокоэнергетических излучений в космосе.

  • Схематичное изображение нейтринного телескопа кубокилометрового масштаба НТ-1000 на оз. Байкал. На верхнем рисунке показан вид сверху на НТ-1000. На левом нижнем рисунке показан кластер телескопа и на правом нижнем секция оптических модулей.
  • Схематичное изображение нейтринного телескопа кубокилометрового масштаба НТ-1000 на оз. Байкал. На верхнем рисунке показан вид сверху на НТ-1000. На левом нижнем рисунке показан кластер телескопа и на правом нижнем секция оптических модулей.

Так как нейтрино это элементарная частица слабо взаимодействующая с веществом, то она способна менее чем за секунду пролететь сквозь Землю совершенно не заметив её. Благодаря таким свойствам наблюдение нейтринных излучений представляет прекрасные возможности по астрономическому наблюдению вселенной. В отличие от других излучений, которые поглощаются межзвездной пылью, нейтрино свободно проникает сквозь материю и не взаимодействует с электромагнитными полями. Через каждого из нас за секунду пролетают триллионы нейтрино, но мы этого не замечаем. Источником нейтрино в космосе являются звезды и планеты.

 

  • Солнечные нейтрино: рождаются в термоядерных реакциях внутри Солнца.
  • Солнечные нейтрино: рождаются в термоядерных реакциях внутри Солнца.

Неуловимость нейтрино влечет и проблемы. Такую частицу трудно обнаружить. Чтобы построить нейтринный телескоп требуются большие масштабы. Построить такой детектор под землей (для избавления от фоновых излучений окружающей среды) будет дорогостоящим проектом. Поэтому Марковым М. А. в 1960 году была предложена идея подводного черенковского детектора.

 

В настоящее время, два подводных / подлёдных детектора принимают данные: Байкальский телескоп и телескопа ICE-CUBE на Южном полюсе. Кроме того, проекты NESTOR и ANTARES в Средиземном море присоединились к усилиям, направленным на создание подводного нейтринного телескопа. Но ни у одного из проектов нет таких перспектив как у байкальского нейтринного телескопа. Дело в том, что проекты подводных телескопов зависят от прозрачности воды. А подледные сложноэксплуатируемы по причине практической невозможности извлечения поврежденных детекторов из под километровой толщи льда. Прозрачность льда хуже чем у воды. Подземные детекторы требуют создания огромных искуственных помещений и их наполнения как минимум дистилированной водой. Озеро Байкал естественный водоем с самыми большими в мире запасами очень чистой воды. Зимой озеро покрывается льдом, что позволяет производить монтаж установки с поверхности льда. Нет необходимости создавать специальные суда для строительства и ремонта телескопа. Можно сказать природа "подарила" нам готовую среду для будущего нейтринного телескопа.

 

Работы, выполненные при создании установки, можно разбить на несколько этапов.

  • 1960 г. - предложена идея большого подводного черенковского детектора (М. А. Марков).
  • 1980 г. - начало байкальского эксперимента.
  • 1981-1983 г.г. - первые эксперименты на Байкале с русскими оптическими модулями ФЭУ-49Б (фотоэлектронный умножитель). Освоение методики глубоководной регистрации. Измерение оптических характеристик водной среды в месте дислокации будущего детектора.
  • 1984-1990 г.г. - строительство и эксплуатация глубоководной установки по поиску магнитного монополя, катализирующего распад протона. Установка состоящая из 12..36 ФЭУ-49Б, проработала 270 дней.
  • 1987-1991 г.г. - создание и испытание глубоководного оптического модуля (ОМ) на основе фотоприемника “Квазар -370” (370 мм диаметр). Создание программ моделирования отклика ОМ на прохождения мюонов.
  • 1989-1992 г.г. - проектирование глубоководного нейтринного телескопа НТ-200. Разработка и создание механических конструкций детектора и инженерного оборудования для его развертывания.
  • 1993 г. - НТ-36, 3 гирлянды по 12 ФЭУ Квазар-370 = 36 оптических модуля.
  • 1995 г. - НТ-72, 3 гирлянды по 24 ФЭУ Квазар-370 = 72 оптических модуля.
  • 1996 г. - НТ-96, 4 гирлянды по 24 ФЭУ Квазар-370 = 96 оптических модуля.
  • 1997 г. - НТ-144, 6 гирлянд по 24 ФЭУ Квазар-370 = 144 оптическимх модуля.
  • 1998 г. - НТ-200, 8 гирлянд по 24 ФЭУ Квазар-370 = 192 оптических модуля.
  • 2005 г. - НТ-200+, НТ-200 + 3 внешних гирлянды по 12 ФЭУ на каждой = 216 оптических модуля.
  • Сейчас на основе детектора НТ-200+ предложен проект нейтринного телескопа НТ-1000 на основе новых оптических модулей из пермаллоя (для защиты от магнитного поля Земли).

 

В процессе строительства и модернизации установки ежегодно осуществлялись работы по поддержанию её работоспособности. В этой статье я предлагаю оценить незамысловатый и в тоже время имеющий фундаментальное значение труд наших ученых. Фотографии представлены за период с 1987 по 2005 годы не в хронологическом порядке. Большинство операций из года в год одинаковы.

 

  • Лед на Байкале необычный. Где-то он гладкий и прозрачный, а где-то вздымается непролазными глыбами.
  • Лед на Байкале необычный. Где-то он гладкий и прозрачный, а где-то вздымается непролазными глыбами.
  • А где-то даёт неожиданную трещину по среди зимы.
  • А где-то даёт неожиданную трещину по среди зимы.
  • Поэтому на выбор местоположения телескопа влияло очень много факторов.
  • Поэтому на выбор местоположения телескопа влияло очень много факторов.
  • Лаборатория расположена около 106 километра Байкальской железной дороги
  • Лаборатория расположена около 106 километра Байкальской железной дороги
  • Центр управления нейтринным телескопом.
  • Центр управления нейтринным телескопом.
  • Привезли оборудование.
  • Привезли оборудование.
  • Вот так выгляди калибровочный лазер.
  • Вот так выгляди калибровочный лазер.
  • А это контроллер управляющий четырьмя оптическими модулями.
  • А это контроллер управляющий четырьмя оптическими модулями.
  • Фотоэлектронный умножитель Квазар
  • Фотоэлектронный умножитель Квазар
  • Так Квазары выглядят в паре на гирлянде
  • Так Квазары выглядят в паре на гирлянде
  • Подготовка техники к зимней работе.
  • Подготовка техники к зимней работе.
  • Схема телескопа НТ-200
  • Схема телескопа НТ-200

  • Телескоп НТ-200+ функционирующий на данный момент.
  • Телескоп НТ-200+ функционирующий на данный момент.

  • Вот так оптические модули фиксируют пролетающую частицу
  • Вот так оптические модули фиксируют пролетающую частицу

 

  • Схема связи телескопа с наземной лабораторией по подводным оптическим кабелям.
  • Схема связи телескопа с наземной лабораторией по подводным оптическим кабелям.

 

  • Зимой всю технику перевозят с берега на место установки на льду. 1996 год.
  • Зимой всю технику перевозят с берега на место установки на льду. 1996 год.

 

  • Вид на ледовый лагерь с берега. Дистанция 3,6 км. 1997 год.
  • Вид на ледовый лагерь с берега. Дистанция 3,6 км. 1997 год.

 

 

  • Ледовый лагерь. 1987 год.
  • Ледовый лагерь. 1987 год.

 

 

  • Начинают делать лунки.
  • Начинают делать лунки.

 

  • Формирование "лунок".
  • Формирование "лунок".

  • Вода "закипает" освободившись от льда и бьет фонтанами.
  • Вода "закипает" освободившись от льда и бьет фонтанами.

  • Вода необычайно прозрачная.
  • Вода необычайно прозрачная.

  • Здесь будет крепиться кран.
  • Здесь будет крепиться кран.

  • Это ось крепления.
  • Это ось крепления.

  • Притянули кран.
  • Притянули кран.

  • Установили освещение.
  • Установили освещение.
  • Сбор семи шестигранных платформ связывающих гирлянды. 1997 год.
  • Сбор семи шестигранных платформ связывающих гирлянды. 1997 год.
  • Погружение шестигранной платформы.
  • Погружение шестигранной платформы.
  • Кран в работе.
  • Кран в работе.

  • Без ручного труда никак.
  • Без ручного труда никак.

  • Установка первых оптических датчиков ФЭУ 49Б. 1987 год.
  • Установка первых оптических датчиков ФЭУ 49Б. 1987 год.

  • Комиссия обследует Квазары.
  • Комиссия обследует Квазары.
  • Монтаж оптических модулей.
  • Монтаж оптических модулей.

  • Подключение системного контроллера.
  • Подключение системного контроллера.

  • Один из семи 25 метровых кабелей соединяющий центральную гирлянду с периферийными.
  • Один из семи 25 метровых кабелей соединяющий центральную гирлянду с периферийными.

  • Монтаж системного контроллера оптических модулей.
  • Монтаж системного контроллера оптических модулей.
  • Системный контроллер готов к погружению.
  • Системный контроллер готов к погружению.
  • Верх гирлянды длинной 1 км.
  • Верх гирлянды длинной 1 км.

 

  • Монтаж лазера.
  • Монтаж лазера.
  • Лазер готов к погружению.
  • Лазер готов к погружению.

  • Погружение лазера.
  • Погружение лазера.

  • Погружение связки буев, благодаря которым гирлянда не тонет.
  • Погружение связки буев, благодаря которым гирлянда не тонет.

 

  • Иногда нужен водолаз.
  • Иногда нужен водолаз.

  • Подключение гирлянды.
  • Подключение гирлянды.

  • Холодный день.
  • Холодный день.

  • Иногда приходилось работать в темное время суток.
  • Иногда приходилось работать в темное время суток.

 

  • Генератор.
  • Генератор.

  • Предварительная калибровка погруженного оборудования.
  • Предварительная калибровка погруженного оборудования.

  • Ужин после работы
  • Ужин после работы

  • Помлеобеденный перекур
  • Помлеобеденный перекур

  • Кормление лабораторной собаки.
  • Кормление лабораторной собаки.

  • Помывка в бане.
  • Помывка в бане.

  • Комплекс регистрации событий.
  • Комплекс регистрации событий.

  • Программирование модели.
  • Программирование модели.

  • Обычный сибирский хакер.
  • Обычный сибирский хакер.

 

  • После выполнения зимней работы группа возвращается в институт ядерной физики в Дубне
  • После выполнения зимней работы группа возвращается в институт ядерной физики в Дубне

 

  • И начинаются доклады о проделанной работе и о том, что предстоит сделать.
  • И начинаются доклады о проделанной работе и о том, что предстоит сделать.

 

  • Рассмотр альтернативного проекта подледного телескопа на южном полюсе.
  • Рассмотр альтернативного проекта подледного телескопа на южном полюсе.

  • Топографическая схема проекта НТ-1000.
  • Топографическая схема проекта НТ-1000.

  • Принципиальная схема работы телескопа НТ-1000.
  • Принципиальная схема работы телескопа НТ-1000.

  • В телескопе НТ-1000 будут использованы новые оптические модули из Пермаллоя.
  • В телескопе НТ-1000 будут использованы новые оптические модули из Пермаллоя.

Источник: http://baikalweb.jinr.ru/

Читайте также...

Вступайте в наши группы и добавляйте нас в друзья :)

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен и сделайте вашу ленту объективнее!
  • 0
    ih8usa ih8usa
    08.05.1213:08:18
    Вот так под фуфайкой и ушанкой можно не заметить высоко интелектуального человека.
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,