Интервью в номер

Увидеть глубины космоса из глубины Байкала

На этой неделе в Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ проходит рабочее совещание коллаборации "Байкал", которое подводит итоги прошедшей экспедиции и намечает планы будущих работ по глубоководному нейтринному телескопу. Об итогах экспедиции 2018 года накануне совещания нашему корреспонденту Ольге ТАРАНТИНОЙ рассказал соруководитель проекта Игорь Анатольевич БЕЛОЛАПТИКОВ.

- В прошлом году мы расширяли и производственные, и инфраструктурные мощности не только в Институте, но и на берегу: для обеспечения плановой постановки двух кластеров телескопа в год. Можно сказать, что это нам практически удалось. В ЛЯП мы оптимизировали линию по производству оптических модулей (стеклянные сферы, в которых размещены ФЭУ), сделали ее более технологичной. С приобретением нового оборудования процесс сборки модуля стал раза в два быстрее по сравнению с прошлым годом, плюс к этому сократились человеческие трудозатраты, которые всегда дороги, особенно в ограниченный период времени.

В городе Байкальске, на противоположном берегу озера Байкал, почти в 40 км от базы эксперимента, мы создали большое хранилище готовой продукции. Чтобы представить масштабы: свыше 600 ящиков 60х60х60 см³ весом 25 кг каждый нужно принять из Москвы и Дубны и отправить на базу. В прошлом году мы опробовали логистическую цепочку, и сейчас она успешно работает.

В 2017 году мы развернули один кластер за сезон зимней экспедиции, длительность которой определяется возможностью работы на льду, что потребовало достаточно серьезных усилий из-за сжатых сроков монтажа, нехватки опытных специалистов как по сборке, так и по монтажу оборудования.

Для обеспечения запуска двух кластеров установки за сезон естественно должна быть расширена и оптимизирована инфраструктура берега. Сам конструктив кластера телескопа тоже постоянно оптимизируется, чтобы увеличить скорость его развертывания и обеспечить возможность более аккуратного тестирования без потерь времени. Требуются дополнительные помещения для оборудования, поскольку его стало намного больше, и прошлым летом мы создали на берегу новый лабораторный корпус. Нужны, конечно, и люди. В 2017 году только группа ОИЯИ, связанная с проектом, увеличилась примерно на четверть, что потребовало расширения на берегу "жилищного фонда". В прошлом году были приобретены новые вагон-дома, условия проживания в которых существенно лучше, чем в прежних "жилищах". Мы продолжаем эту работу.

- Несколько лет назад в вашу команду влились сотрудники из Чехии и Словакии, они продолжают участвовать? Появляются ли новые участники?

- У наших чешских и словацких сотрудников появляются новые студенты, которые постепенно входят в курс дела и участвуют непосредственно в работе. У польских коллег есть молодые ребята, которые занимаются программным обеспечением и очень активно нам помогают, возник очень хороший диалог. Они подключаются и к работам по "железу", по установке, занимаются ее дополнительными возможностями и сопутствующей аппаратурой. Сменился руководитель польской группы в Кракове, теперь ее возглавил человек, который уже работал с нами в экспедиции, мы с ним, можно сказать, разговариваем на одном языке. Польские участники заметно активизировались. Есть румынская студентка, но она еще учится, посмотрим, что будет дальше. Конечно, остались наши старые связи с коллегами из Германии.

В рамках GNN - глобальной нейтринной сети, в которую входят нейтринные детекторы ANTARES, KM3NeT, IceCube и наш, сотрудничество развивается достаточно неплохо. Например, в экспедицию 2017-го ребята из Германии, работающие в IceCube, привозили на Байкал свой прибор для тестирования. Протестировать его в натурных условиях Средиземного моря или Южного полюса сложно: в случае необходимости его практически невозможно демонтировать. У нас же это сделать достаточно легко. Они попробовали и остались довольны, и мы приобрели некоторый опыт: выработали технические требования на постановку в составе детектора сторонней аппаратуры. А что касается атмосферы нашей экспедиции - они были просто в восторге, о чем, вернувшись в Мюнхен, рассказывали своим руководителям, хотели снова приехать сюда, делать диссертации.

Если говорить об экспедиции, то очень интересно наблюдать за новыми людьми. Понятно, что экспедиция достаточно тяжелая в физическом и моральном смысле: там нет времени расслабиться, практически без выходных работаем 50 дней. В такой обстановке люди иногда кардинально меняются. Один из иностранных коллег приехал в прошлую экспедицию впервые и буквально на глазах стал более активным и ответственным не только во время экспедиции, но и после возвращения. Можно сказать, что человек до и после экспедиции - это два разных человека!

- А бывает обратный эффект, когда кажется, что человек готов к трудностям, а он тут же "скисает"?

- Да, у нас был опыт, достаточно давно. Молодой коллега, спортсмен-триатлонист - казалось бы, что может быть лучше? Не смог влиться. Хотя это скорее исключение.

Если говорить о группе, то у нас появились инженеры, очень хорошие ребята, которые занимаются сборкой оптических модулей. В экспедиции они отработали на пять с плюсом, так же как и недавно пришедший к нам аспирант из Иркутска. Я даже не упоминаю остальных членов нашей команды - для них это уже стандарт. В экспедицию мы выезжаем практически полным составом. В Дубне в этот раз оставались пара человек, чтобы успеть завершить сборку модулей до полного комплекта кластера. Дело в том, что наши зарубежные поставщики нас очень подвели, просто не выполнили прямые условия контракта. И это не связано с антироссийскими санкциями, это их недоработки и производственные проблемы. В результате у нас не было возможности выполнить наши планы полностью, более того, даже то, что в конечном счете нам удалось развернуть один кластер, потребовало большого напряжения. Но это все пошло во благо дела. Мы успели на нашем самом первом кластере "Дубна", собранном еще два-три года назад, заменить компоненты системы сбора данных на более современные, исправить некоторые конструктивные элементы, которые оказались не вполне надежными и могли привести к потере эффективности работы кластера. В результате объем работ, проведенных в эту экспедицию, соответствует установке даже не двух, а двух с половиной - трех кластеров, то есть проделана действительно большая работа.

- Нет ли каких-то новостей по обработке данных, интересных событий?

- Интересное событие - это редкое явление и большой труд. Через это проходили все установки, начиная с пионеров - НТ-200 или AMANDA, IceCube. Обработать реальные данные - это значит получить ограничения на потоки, на сечения. Какие-то вещи, связанные с интересными атмосферными событиями, выдаются через определенное время, как минимум, через три-четыре года после запуска установки. И у нас сейчас идет тот же процесс, мы пока изучаем тонкие эффекты самой установки. В проектах ANTARES и IceCube число людей, занимающихся изучением данных, исчисляется сотнями, это несколько институтов. У нас пока хорошо, если наберется два десятка человек, а специалистов с опытом и того меньше. Но молодые люди есть, динамика видна, обучение идет. Сейчас это перешло в такой формат, когда достаточно легко можно включить в обучение новичков. И программное обеспечение приобретает завершенный вид, когда вносить изменения легче. Поэтому через год обучать людей будет намного проще, чем, скажем, два года назад. Однако красивые события, типа тех, что уже наблюдали в IceCube, мы тоже наблюдаем, хотя энергии не такие, как у них, но это события - кандидаты на внеземные нейтрино.

Внеземные нейтрино могут быть идентифицированы либо как идущие из определенной части небесной сферы (локальные источники), либо когда мы видим нейтрино очень высоких энергий, которые не могут образовываться во взаимодействиях первичных космических лучей в атмосфере. Точность восстановления направления прихода мюонного нейтрино по треку мюона и на Байкале, и в IceCube хорошая - доли градуса. Для событий без образования длиннопробежной частицы, такой как мюон, картина для льда (IceCube) и воды (Байкал, Средиземное море) резко отличается. Во льду зарядово-временная картина событий в детекторе "расплывается" за счет рассеяния света в среде. В воде рассеяние света мало и поэтому восстановление направления прихода нейтрино значительно лучше. Поэтому за счет нашей рабочей среды мы имеем дополнительный "бонус" для задачи поиска неоднородности потока нейтрино на небесной сфере. И хотя таких ливневых событий примерно в три раза больше, чем трековых, из-за высокого энергетического порога этих событий очень немного. И, как следствие, для изучения природы внеземных потоков нейтрино, чтобы узнать, откуда они прилетели, их энергетический спектр, нужна установка, по-хорошему, даже больше, чем кубокилометр.

Поэтому и существует глобальная сеть GNN - это проверка и методики регистрации, и методики обработки данных, где участники уже начинают разговаривать на одном языке и задумываться, как можно объединить полученные и будущие результаты.

Фото Лаборатории ядерных проблем