НЕЙТРИ́ННЫЙ ТЕЛЕСКО́П

НЕЙТРИ́ННЫЙ ТЕЛЕСКО́П, при­ме­ня­ет­ся для ис­сле­до­ва­ния по­то­ков ней­три­но ес­теств. про­ис­хо­ж­де­ния. Ней­три­но воз­мож­но де­тек­ти­ро­вать, ре­ги­ст­ри­руя за­ря­жен­ные час­ти­цы, воз­ни­каю­щие при его взаи­мо­дей­ст­вии с ве­ще­ст­вом де­тек­то­ра или ок­ру­жаю­щей де­тек­тор сре­дой. Для за­щи­ты от фо­на кос­мич. лу­чей Н. т. рас­по­ла­га­ют в глу­бо­ких под­зем­ных ла­бо­ра­то­ри­ях ли­бо под боль­ши­ми тол­ща­ми во­ды или льда, где по­ток кос­мич. лу­чей зна­чи­тель­но ос­лаб­лен.

Н. т. весь­ма раз­но­об­раз­ны по це­лям и экс­пе­рим. ме­то­дам. Боль­шин­ст­во из них яв­ля­ют­ся мно­го­це­ле­вы­ми де­тек­то­ра­ми. За­да­чи, ко­то­рые мо­гут быть ре­ше­ны ка­ж­дым из Н. т., оп­ре­де­ля­ют­ся дос­туп­ным для не­го энер­ге­тич. диа­па­зо­ном. Осн. це­лью те­ле­ско­пов, имею­щих энер­ге­тич. по­рог ре­ги­ст­ра­ции ней­три­но неск. со­тен кэВ, яв­ля­ет­ся из­ме­ре­ние по­то­ка сол­неч­ных ней­три­но. К та­ким Н. т. от­но­сят­ся пре­ж­де все­го ра­дио­хи­мич. де­тек­то­ры. Пер­вый та­кой де­тек­тор был соз­дан Р. Дейви­сом­ в 1961. В нём из­ме­ря­лась ско­рость об­ра­зо­ва­ния изо­то­пов $\ce{^37Ar}$ под дей­ст­ви­ем сол­неч­ных ней­три­но в жид­ко­сти, со­дер­жа­щей $\ce{^37Cl}$. В двух др. ра­дио­хи­мич. де­тек­то­рах – SAGE (Soviet-American Gallium Experiment, за­пу­щен в 1989) и GALLEX (Gallium Experiment, 1991–1997), ис­сле­до­ва­лась ско­рость ре­ак­ции $ν_e+\ce{^71Ga}→e^–+\ce{^71Ge}$. К де­тек­то­рам сол­неч­ных ней­три­но от­но­сят­ся и сцин­тил­ля­ци­он­ные де­тек­то­ры Borexino (300 т жид­ко­го сцин­тил­ля­то­ра) и KamLAND (Kamioka Liquid scintillator Anti-Neutrino Detector) (1000 т сцин­тил­ля­то­ра), а так­же вод­ные че­рен­ков­ские де­тек­то­ры (см. Че­рен­ков­ский счёт­чик) Super-Ka­mio­kande и SNO (Sudbury Neutrino Ob­servatory, 1999–2006). В этих де­тек­то­рах ре­ги­ст­ри­ру­ют­ся элек­тро­ны от­да­чи, воз­ни­каю­щие при уп­ру­гом рас­сея­нии ней­три­но на элек­тро­нах.

Н. т., имею­щие энер­ге­тич. по­рог ре­гист­ра­ции ней­три­но в неск. МэВ, спо­соб­ны про­во­дить по­иск ней­трин­но­го из­лу­че­ния, со­про­во­ж­даю­ще­го вспыш­ку сверх­но­вой звез­ды. К та­ким де­тек­то­рам от­но­сят­ся АСД (Ар­тё­мов­ский сцин­тил­ля­ци­он­ный де­тек­тор), БПСТ (Бак­сан­ский под­зем­ный сцин­тил­ля­ци­он­ный те­ле­скоп), LSD (Liquid Scintillation Detector), LVD (Large Volume Detector) и пе­ре­чис­лен­ные вы­ше сцин­тил­ля­ци­он­ные и че­рен­ков­ские де­тек­то­ры.

Н. т., чув­ст­ви­тель­ные к ней­три­но в диа­па­зо­не энер­гий от 100 МэВ до ок. 1000 ГэВ, в осн. ре­ги­ст­ри­ру­ют т. н. ат­мо­сфер­ные ней­три­но, воз­ни­каю­щие при столк­но­ве­ни­ях кос­мич. лу­чей с яд­ра­ми ато­мов воз­ду­ха в ат­мо­сфе­ре Зем­ли. Та­кие Н. т. долж­ны быть чув­ст­ви­тель­ны и к ней­три­но, об­ра­зую­щим­ся при ан­ни­ги­ля­ции ги­по­те­тич. час­тиц тём­ной ма­те­рии, ко­то­рые, воз­мож­но, на­ка­п­ли­ва­ют­ся в Солн­це, цен­тре Зем­ли и цен­тре на­шей Га­лак­ти­ки. Эти Н. т. при дос­та­точ­но боль­шой мас­се ве­ще­ст­ва де­тек­то­ра (бо­лее не­сколь­ких ки­ло­тонн) ис­поль­зу­ют­ся так­же для по­ис­ка рас­па­да про­то­на. К те­ле­ско­пам это­го ти­па от­но­сят­ся БПСТ и Super-Kamiokande.

Н. т., де­тек­ти­рую­щие ней­три­но с энер­ги­ей св. 10–100 ГэВ, пред­на­зна­че­ны для ис­сле­до­ва­ния кос­мич. ней­три­но, т. е. ней­три­но вы­со­кой энер­гии, ко­то­рые ро­ж­да­ют­ся в разл. ас­т­ро­фи­зич. объ­ек­тах. Из-за край­ней ма­ло­сти по­то­ков та­ких ней­три­но эти Н. т. долж­ны иметь боль­шие пло­щадь и объ­ём (ок. 1 км³). По­это­му эти Н. т. соз­да­ют­ся в ес­теств. про­зрач­ных сре­дах, где ве­ще­ст­во слу­жит и ми­ше­нью, и ра­диа­то­ром че­рен­ков­ско­го из­лу­че­ния, ко­то­рое ре­ги­ст­ри­ру­ет­ся ре­шёт­кой из фо­то­ум­но­жи­те­лей. Н. т. та­ко­го ти­па IceCube соз­дан ме­ж­ду­нар. груп­пой ун-тов на Юж. по­лю­се во льду Ан­тарк­ти­ды. Пред­ше­ст­вен­ни­ком это­го те­ле­ско­па был де­тек­тор AMANDA (Antarctic Muon and Neutrino Detector Array). В Рос­сии в Ин-те ядер­ных ис­сле­до­ва­ний РАН соз­да­ёт­ся де­тек­тор объ­ё­мом 1 км³ в оз. Бай­кал на ба­зе уже су­ще­ст­вую­ще­го де­тек­то­ра NT-200. В Сре­ди­зем­ном м. ра­бо­та­ет глу­бо­ко­вод­ный Н. т. ANTARES. Об­су­ж­да­ют­ся воз­мож­но­сти соз­да­ния де­тек­то­ра объ­ё­мом 1 км³ в Сре­ди­зем­ном м. груп­пой ев­роп. стран.