«Нейтринные» каникулы

Ни для кого не секрет, что студенты физического факультета принимают самое активное участие в различных научных проектах, в том числе и в крупных. Конечно, «погружение» в проект, как правило, происходит постепенно и редко кто из студентов 2-3 курса имеет возможность практически сразу, что называется «прикоснуться» к большой науке.

Эта счастливая возможность представилась вчерашней второкурснице, а теперь — студентке кафедры общей ядерной физики Наталии Брюхановой. В середине 2-го курса Наташа взялась за непростую тему для курсовой — обработку реальных физических данных от нейтринного телескопа ANTARES.

Первые нейтринные телескопы начали сооружаться в конце 80-х годов прошлого века. В настоящее время в мире функционирует несколько нейтринных телескопов большого объёма. Деятельность научной группы физфака — НИИЯФ МГУ связана с работой и сооружением средиземноморских нейтринных телескопов. С 2005 года эта научная группа МГУ, состоящая из сотрудников, аспирантов и студентов физического факультета и сотрудников НИИЯФ МГУ, принимает участие в работах связанных с проектированием, созданием и обработкой данных от нейтринных телескопов большого объёма. Первым проектом, в котором началось наше участие, был нейтринный телескоп NEMO, а с лета 2009 г. научная группа МГУ является официальным участником международной коллаборации ANTARES.

Нейтринный телескоп ANTARES — один из крупнейших водных детекторов, предназначенных для регистрации мюонных нейтрино от астрофизических источников высоких энергий. Детектор ANTARES расположен в водах Средиземного моря на глубине 2475 м, приблизительно в 42 км на юг от французского города Тулон. В данном проекте принимает участие около 150 инженеров, техников и физиков из научных центров Франции, Италии, Испании, Голландии, Германии, России и Румынии. Детектор, как и все подобные установки, направлен на регистрацию частиц, летящих снизу вверх, т.е. пролетающих планету насквозь, посредством того, что все фотоумножители в каждом модуле смотрят вниз под углом 45°. Главной задачей детектора является регистрация заряженных мюонов с энергиями выше 10 ГэВ, рождённых в вышеописанных реакциях, по черенковскому излучению. Существует вероятность, что этот мюон долетит до воды, не участвуя в реакциях с веществом Земли и при этом попадёт в область, охватываемую детектором (именно поэтому есть тенденция к увеличению объёмов таких телескопов). При этом он будет испускать черенковское излучение, которое и будет непосредственно регистрироваться фотоумножителями. Черенковский свет с длиной волны 450 нанометров образует конус с углом раствора 42°. Зная этот угол и последовательность «вспыхнувших» ФЭУ, можно с большой точностью восстановить трек исходного нейтрино.

В настоящий момент идут работы по сооружению в Средиземном море детектора следующего поколения — глубоководного телескопа с объёмом более 1 км3 (проект KM3Net). Данный проект может стать «ответной частью» для антарктического телескопа Ice Cube, с кубокилометровым объёмом, а также важным этапом в создании единой системы регистрации астрофизических нейтрино, так называемой Глобальной Нейтринной Обсерватории.

Работа в данном проекте требует хорошей квалификации, знания пакетов программ, используемых в подобных экспериментах и опыт работы с ними. Несмотря на это, на первых этапах своей работы Наталии Брюхановой удалось успешно освоить весь «софт», необходимый для работы и получить вполне качественный результат от обработки части данных нейтринного телескопа. На конкурсе курсовых работ студентов 2-го курса в мае этого года работа Н.А. Брюхановой получила поощрительную премию.

А уже в июле, в начале летних каникул, Наташе представилась возможность поработать с «неуловимыми» частицами непосредственно вблизи места их регистрации — в итальянской Генуе, на побережье Средиземного моря. Естественно, эта работа требовала, помимо всего прочего, взаимодействия с сотрудниками нашего давнего партнёра — Национального Института Ядерной Физики. Как показали отзывы и с взаимодействием и с «погружением» в реальную научную деятельность у Наталии проблем не возникло и всего за месяц, она перешла от ознакомительной работы непосредственно к компьютерному моделированию работы регистрирующих элементов телескопа. Кстати, наших коллег подобная результативность вчерашней второкурсницы просто шокировала.

Успешные «нейтринные» каникулы будут продолжены уже на факультете, в течение учебного года и научная деятельность Наташи уже сейчас, в начале 3-го курса имеет вполне ясные очертания.

Хочется пожелать Наталии Брюхановой всяческих успехов в её учёбе и научной деятельности!

Доцент Е.В.Широков, руководитель научной группы по нейтринной физике физического факультета-НИИЯФ МГУ

Назад