Нейтринные детекторы нового поколения
Пятница, 16 октября 2026Изучение свойств нейтрино сверхвысоких энергий может привести к фундаментальным открытиям в области физики частиц высоких энергий и приоткрыть дверь в «новую физику» за пределами Стандартной модели. В 2026 году бельгийско-американский астрофизик Фрэнсис Хальцен получил Нобелевскую премию по физике «за решающий вклад в работу нейтринной обсерватории IceCube и открытие высокоэнергетических нейтрино астрофизического происхождения».
Существующие в мире детекторы для регистрации нейтрино высоких энергий имеют недостаточные объёмы для набора статистики, необходимой для изучения высокоэнергетических нейтрино. Так, детектор IceCube за 9 лет работы зарегистрировал два нейтринных события в диапазоне от 1 ПэВ до 10 ПэВ, а детектор KM3NeT ARCA зафиксировал одно событие с энергией нейтрино 220 ПэВ. В дополнение к существующим детекторам KM3Net ARCA (1 км3), Baikal-GVD (0,7 км3), IceCube (1 км3), P-ONE (0,9 км3) предложены новые проекты с бόльшими объёмами: IceCube-Gen2 (7,9 км3), TRIDENT (8 км3), NEON (10 км3), HUNT (30 км3).
В отделении Перспективных разработок НИЦ “Курчатовский институт” - ПИЯФ предложена концепция создания нейтринных детекторов нового поколения для регистрации нейтрино высоких и сверхвысоких энергий в уникальных низкофоновых условиях Центральной Антарктиды. Разработка концепции проводится под руководством ведущего научного сотрудника, к.ф.-м.н. А.А. Захарова. Работа поддержана на заседании ученого совета института в 2023 году, докладывалась на общеинститутском семинаре, обсуждалась на объединённом семинаре ИЯИ РАН и ОИЯИ. Разработанный и запатентованный 2026 году способ регистрации нейтрино высоких энергий позволит определять аромат высокоэнергетических нейтрино по сигнатуре черенковского излучения.
В изданной в 2026 году монографии «Нейтринные детекторы нового поколения для изучения астрофизических нейтрино и новые возможности для исследования подледниковых озёр Антарктиды» рассмотрен оптический детектор геометрическим объёмом 21 км³, размещённый в подледниковом озере Восток, и акустический детектор объёмом ~100 км³, расположенный в леднике над озером. Экранирование многокилометровой толщей льда, современные высокочувствительные сенсоры, большой объём детекторов и сочетание двух типов детекторов обеспечат новые экспериментальные возможности для изучения нейтрино высоких и сверхвысоких энергий.
Разработанная и запатентованная в 2024 году экологически чистая технология скоростного теплового бурения льда и проникновения в подледниковое озеро позволит в относительно короткие сроки установить сенсоры детекторов. Эта технология также открывает широкие возможности для исследования многочисленных подледниковых озер Антарктиды, включая поиск форм жизни в экстремальных условиях озера Восток.
