В России разрабатывается Федеральная программа исследований нейтрино

Концепция программы была подготовлена представителями ОИЯИ (г. Дубна), ИЯИ РАН и НИЦ «Курчатовский институт» в 2021 году, а с конца 2022 года работы по проекту программы проводятся в рамках госзадания НИЯУ МИФИ с участием сотрудников ОИЯИ, ИЯИ РАН, НИЦ КИ под общим руководством ректора университета Шевченко В.И.

Физика нейтрино и астрофизика частиц имеют колоссальный потенциал научных открытий о фундаментальных свойствах материи и эволюции Вселенной, поскольку нейтрино в данных исследованиях выступает не только как объект изучения, но и как инструмент исследования Вселенной. Развитие экспериментальных методов исследований в этих областях физики обладает большой практической перспективой в атомной отрасли, экологии, науках о Земле и др. Физика нейтрино и астрофизика частиц сегодня являются приоритетными направлениями в США, КНР, Европе, Японии, Южной Корее.

В настоящее время в России имеются 4 крупных территориальных центра по исследованиям нейтрино – Байкальский нейтринный телескоп, Баксанская нейтринная обсерватория, в которых в основном проводятся исследования астрофизических нейтрино, НИЦ «Курчатовский институт» и Калининская АЭС, где проводятся исследования реакторных антинейтрино, а также 5 центров, где идут исследования в области астрофизики частиц на крупных экспериментальных комплексах: TAIGA (МГУ им. М.В. Ломоносова - ИГУ), БНО (ИЯИ РАН), НЕВОД (НИЯУ МИФИ, г Москва), ЯкуШАЛ (ИКФИА, г. Якутск) и ТШВНС (ФИАН им. Лебедева).

Проект программы предусматривает, в частности, доведение объема детектора Baikal-GVD до 1,5 км3, создание Большого Баксанского нейтринного телескопа, развертывание установки TAIGA на площади 10 кв. км., проведение первоочередных работ по восстановлению и модернизации нейтринного канала на ускорителе У-70 (ИФВЭ, г. Протвино Московской обл.), разработку и создание высокоинтенсивных источников нейтрино на основе радиоактивных изотопов, а также развитие уже имеющихся экспериментальных комплексов и установок для исследований в области астрофизики частиц – Якутской комплексной установки широких атмосферных ливней им Д.Д. Красильникова (ИКФИА СО РАН), Установки «Ковер» и мюонных детекторов (БНО ИЯИ РАН, Кабардино-Балкарская Республика), Экспериментального комплекса НЕВОД (НИЯУ МИФИ, г. Москва), Тянь-Шанской высокогорной научной станции (ФИАН им. П.Н. Лебедева, Республика Казахстан).

Проект программы предусматривает не только модернизацию имеющихся и создание новых крупных установок для достижения мирового лидерства России в области физики нейтрино и астрофизик частиц, но и подготовку высококвалифицированных кадров, призванных обеспечить их работу.

«МИФИ стоял у истоков исследований нейтрино. В 1960 г. академик Моисей Александрович Марков предложил использовать для регистрации нейтрино большие детекторы, и делать их именно из воды, – рассказывает Анатолий Петрухин, руководитель Научно-образовательного центра НЕВОД НИЯУ МИФИ. – Вода в этом случае и есть детектор, ведь нейтрино можно зарегистрировать лишь по взаимодействию с веществом. Позже возникла идея подводного детектора – DUMAND (Deep Underwater Muon And Neutrino Detector) и в 1977 году ученые МИФИ начали разрабатывать прототип такого детектора на земле, здесь же был создан квазисферический модуль для него. В начале 1980-х гг. МИФИ участвовал в межвузовской программе «Нейтрино», затем в рамках реализации госпрограммы по развитию материально-технической базы физики высоких энергий, утвержденной Советом министров СССР, в МИФИ был построен НЕВОД – НЕйтринный Водный Детектор. В 1991 году в НЕВОДе запустили первую гирлянду детекторов, а в 1995 г. были получены первые результаты: доказано, что нейтрино можно регистрировать на поверхности Земли в условиях очень высокого фона. НИЯУ МИФИ, как ведущий вуз атомной отрасли, сегодня может обеспечить подготовку квалифицированных кадров для нейтринных исследований. Кадровая проблема – одна из важнейших в современной физике, ведь каким бы финансированием и оборудованием не были обеспечены современные эксперименты, если нет соответствующих специалистов – ничего не получится».

На фото: Нейтринный телескоп на Байкале