На Байкале планируют построить нейтринный телескоп объёмом до 30 кубических километров

В Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ началась калибровка глубоководных оптических модулей для российско-китайского нейтринного телескопа Baikal-HUNT. В перспективе установка сможет охватить до 30 кубических километров воды озера Байкал и стать одним из крупнейших нейтринных детекторов в мире. Для проверки оборудования учёные используют уникальный комплекс НЕВОД, позволяющий измерять чувствительность датчиков к черенковскому излучению в контролируемых условиях.

Два опытных оптических модуля доставили в Москву 2 ноября 2026 года представители Института физики высоких энергий Китайской академии наук Ксиохау Ю и Даниил Трофимов. Оборудование установили в бассейне комплекса НЕВОД, где специалисты проверят его характеристики перед дальнейшим использованием в проекте Baikal-HUNT. На проведение измерений потребуется около шести-семи месяцев.

Нейтринные телескопы предназначены для регистрации элементарных частиц, которые практически не взаимодействуют с обычным веществом и способны преодолевать огромные космические расстояния. Нейтрино образуются, в частности, при высокоэнергетических процессах в окрестностях чёрных дыр, при взрывах звёзд и взаимодействии космических лучей с веществом. Проект Baikal-HUNT ориентирован на исследование нейтрино с энергиями от 100 тераэлектронвольт, что значительно превышает энергии частиц, встречающихся в большинстве естественных радиоактивных процессов.

Непосредственно нейтрино подводные датчики не видят. Учёные регистрируют слабые вспышки черенковского света, возникающие при движении заряженных частиц через воду со скоростью выше скорости распространения света в этой среде. Такие частицы могут образовываться при взаимодействии нейтрино с веществом. По времени регистрации и интенсивности света детекторы позволяют восстанавливать характеристики произошедшего события.

Для точных измерений необходимо знать, насколько хорошо каждый оптический модуль воспринимает свет, приходящий под разными углами. В МИФИ эту задачу решают с помощью координатно-трекового детектора ДЕКОР, расположенного вокруг водного бассейна НЕВОД. Он позволяет определять траектории почти горизонтально летящих мюонов — заряженных частиц, которые возникают при взаимодействии космического излучения с атмосферой Земли.

Проходя через воду, мюоны создают черенковское излучение, которое регистрирует испытываемый модуль. Благодаря точному определению траектории частиц исследователи могут рассчитать направление прихода света и измерить чувствительность датчика. Каждую неделю модуль планируют поворачивать на 15 градусов, постепенно проверяя его работу при разных углах освещения. Полученные характеристики затем будут использовать при обработке данных всего нейтринного телескопа.

Подобную методику специалисты МИФИ разработали несколько лет назад и запатентовали в 2020 году. Ранее с её помощью уже исследовали оптические модули российского глубоководного телескопа Baikal-GVD. Теперь учёные смогут сравнить характеристики российского и китайского оборудования, измеренные в одинаковых условиях.

Это особенно важно из-за расхождений между результатами существующих нейтринных обсерваторий. По информации МИФИ, оценки потоков нейтрино, полученные на установках Baikal-GVD и IceCube в Антарктиде, в некоторых случаях различаются на десятки процентов. Пока не установлено, насколько эти расхождения связаны с различиями наблюдаемых областей неба или особенностями измерительных систем. Единая калибровка поможет уменьшить инструментальные неопределённости при сравнении результатов.

Baikal-HUNT развивается как продолжение российского проекта Baikal-GVD. Первые опытные гирлянды с датчиками HUNT начали устанавливать в Байкале в 2025 году, а сейчас в озере уже работают три экспериментальные гирлянды. Полномасштабный проект предусматривает размещение около 2300 вертикальных гирлянд и 50 тысяч оптических модулей. Для сравнения, действующий Baikal-GVD после экспедиции 2026 года достиг эффективного объёма около 0,8 кубического километра.

Строительство большой установки пока находится на стадии подготовки. Российские и китайские научные организации подали заявку на финансирование проекта, рассчитанного на поэтапную реализацию в течение пяти лет. Для обработки будущих наблюдений также рассматривается создание центра обработки данных в Байкальске, доступ к которому получат исследователи обеих стран.