Баксанская нейтринная обсерватория (БНО)

Автор:

20 сентября 2015 16:03

2665

БНО входит в состав Института ядерных исследований РАН и является экспериментальной базой Института, на которой проводятся исследования в области физики атомного ядра, элементарных частиц, физики космических лучей и нейтринной астрофизики.
Идеи о создании специализированного подземного комплекса для проведения фундаментальных исследований в области нейтринной астрофизики и физики космических лучей появились в конце 50-х годов.

Баксанская нейтринная обсерватория (БНО)

На фотографии, сделанной в БНО ИЯИ АН СССР в 1972 году (слева направо) присутствуют: первый Заведующий Обсерваторией А. А. Поманский; н.с. В.В. Алексеенко; н.с. В.А. Кузнецов; академик АН СССР Г. Т. Зацепин; академик АН СССР, президент РАН М. В. Келдыш; зам. Заведую-щего Е. Н. Алексеев; академик, директор ИЯИ РАН А. Н. Тавхелидзе; член-корреспондент АН СССР А.Е. Чудаков.

Еще в начале строительства Обсерватория привлекала внимание ведущих физиков. Например, данная фотография была сделана в 1974 году во время визита в БНО ИЯИ РАН американского физика Ф. Райнеса, впервые зарегистрировавшего антинейтрино от реактора (в 1995 году Ф. Райнес был удостоен Нобелевской премии по физике).

19 июня 1963 года было принято постановление Президиума Академии наук о строительстве подземной станции и создании в ФИАНе лаборатории "Нейтрино" (заведующий - Г.Т. Зацепин, зав. сектором - А.Е. Чудаков).

Место для будущей обсерватории было выбрано недалеко от горы Эльбрус, в Баксанском ущелье, находящемся в Кабардино-Балкарской Республике. К 1967 году было закончено научное обоснование и разработан проект нейтринной станции, в том же году начато строительство.

Проект предусматривал строительство двух параллельных горизонтальных тоннелей в горе Андырчи (высота горы более 4000 м), вдоль которых предполагалось разместить физические установки. Подземное расположение установок связано с тем, что фон от космических лучей (поток мюонов) снижается по мере углубления под землю и в конце тоннеля почти в 107 раз ниже, чем на поверхности. Одновременно предусматривалось строительство необходимых инженерных и хозяйственных сооружений, и жилого поселка для сотрудников.

Реализацией этих замыслов явилось создание Баксанской нейтринной обсерватории. Первым заведующим станцией был назначен А.А. Поманский.

Программа исследований обсерватории расширялась по мере введения в строй новых наземных и подземных сооружений. В процессе развития на БНО возник комплекс уникальных научных сооружений, отвечающий всем современным требованиям.

В последнее время в физике сделаны выдающиеся открытия, приведшие к революционным изменениям в понимании строения материи и фундаментальных сил природы: кварк-глюонное строение адронов, единая природа электромагнитного и слабого взаимодействий, возможность единого описания всех видов взаимодействий в рамках Великого объединения и суперсимметрии. Возникающие новые проблемы нуждаются в дальнейших экспериментальных исследованиях на больших ядернофизических установках, в том числе и на размещенных в подземных условиях; это позволило существенно расширить круг задач, изучаемых на БНО.

БАКСАНСКИЙ ПОДЗЕМНЫЙ СЦИНТИЛЛЯЦИОННЫЙ ТЕЛЕСКОП (БПСТ)

БПСТ - многоцелевая подземная установка, предназначенная для решения большого круга проблем астрофизики, физики элементарных частиц и космических лучей (к.л.).

УСТАНОВКА "АНДЫРЧИ"

В 1995 г. начала свою работу установка "АНДЫРЧИ", предназначенная для регистрации атмосферных ливней с энергией больше 10 в степени 14 эВ.

Комплекс БПСТ - "Андырчи" является уникальным, не имеющим в настоящее время аналогов в мире. Одним из экспериментов, проводимых в настоящее время на этом комплексе, является проверка гипотезы об изменении в элементарном акте характера взаимодействия первичных частиц с ядрами атомов воздуха

УСТАНОВКА "КОВЕР"

Установка "КОВЕР", начавшая работу в 1973 году, предназначена для исследований жесткой компоненты космических лучей и широких атмосферных ливней, имеет непрерывную площадь регистрации 200 кв.м. Центральная часть установки и шесть выносных пунктов площадью по 9 кв.м. составлены из тех же типовых жидкостных сцинтилляционных детекторов, что и подземный сцинтилляционный телескоп.

БНО ИЯИ РАН - Лаборатория Галлий-германиевого нейтринного телескопа.

Галлий-германиевый нейтринный телескоп (ГГНТ) размещен в специально построенной подземной лаборатории глубокого заложения в Баксанской нейтринной обсерватории ИЯИ РАН и предназначен для проведения измерений потока солнечных нейтрино. Измерения потока солнечных нейтрино позволяют получить уникальную информацию как о протекании термоядерных реакций в центральных областях Солнца, так и о новых свойствах нейтрино. ГГНТ - одна из наиболее глубоких подземных лабораторий в мире.

С 1986 года на Галлий-германиевом нейтринном телескопе БНО ИЯИ РАН проводятся исследования в рамках Российско-Американского эксперимента SAGE.

Подземный комплекс лаборатории ГГНТ расположен на расстоянии 3.5 км от входа горизонтального тоннеля, ведущего внутрь горы Андырчи. Основное помещение лаборатории представляет собой экспериментальный зал, длиной 60 м, шириной 10 м и высотой 12 метров.

Галлий-Германиевый Нейтринный Телескоп

БНО ИЯИ РАН - Лаборатория низкофоновых исследований.

Низкофоновые камеры лаборатории расположены на глубине 660, 1000 и 5000 метров водного эквивалента. Благодаря использованию ультраосновной горной породы - дунита и низкофонового бетона в качестве защитных материалов, радиационный фон уранового и ториевого рядов в помещении лаборатории снижен более чем в 200 раз относительно уровня фона окружающей горной породы.

Проводимые низкофоновые исследования включают в себя исследования как фундаментального, так и прикладного характера. Целый ряд экспериментов, имеющих целью поиск очень редких ядерных распадов и электро-слабых процессов, проводятся на подземных низкофоновых установках БНО:

Проверка закона сохранения электрического заряда;
Проверка постоянства интенсивности космических лучей в прошлом;
Поиск сверхплотных ядер;
Поиск двойного бета-распада различных изотопов;
Поиск частиц - кандидатов на темную массу Вселенной.

Размещенные в этих лабораториях сцинтилляционные, полупроводниковые и газовые ультранизкофоновые детекторы окружаются дополнительными слоями пассивной защиты из свинца, меди, вольфрама и борированного полиэтилена. Используется также активная сцинтилляционная защита от проникающей компоненты космических лучей.