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Telescopio de neutrinos submarino de las profundidades del lago Baikal

El Telescopio de neutrinos submarinos profundos del Baikal ( BDUNT ) ( en ruso : Байкальский подводный нейтринный телескоп ) es un detector de neutrinos que realiza investigaciones bajo la superficie del lago Baikal ( Rusia ) desde 2003. [1] El primer detector se inició en 1990 y se completó en 1998. Se actualizó en 2005 y se volvió a iniciar en 2015 para construir el Detector de Volumen de Gigatones del Baikal ( Baikal-GVD ). [2] El BDUNT ha estudiado los neutrinos que pasan por la Tierra con resultados sobre el flujo de muones atmosféricos. BDUNT capta muchos neutrinos atmosféricos creados por rayos cósmicos que interactúan con la atmósfera, a diferencia de los neutrinos cósmicos que dan pistas sobre eventos cósmicos y, por lo tanto, son de mayor interés para los físicos.

Historial del detector

El experimento de neutrinos del Baikal comenzó el 1 de octubre de 1980, cuando se creó en el Instituto de Investigaciones Nucleares de la antigua Academia de Ciencias de la URSS en Moscú un laboratorio de astrofísica de neutrinos de alta energía. Este laboratorio se convertiría en el núcleo de la colaboración del Baikal.

El diseño original del NT-200 se desplegó en etapas a 3,6 km de la costa a una profundidad de 1,1 km.

La primera parte, NT-36 con 36 módulos ópticos (OMs) en 3 cadenas cortas, se puso en funcionamiento y tomó datos hasta marzo de 1995. [3] NT-72 funcionó entre 1995 y 1996 y luego fue reemplazado por el conjunto NT-96 de cuatro cadenas . [4] Durante sus 700 días de funcionamiento, se recopilaron 320.000.000 de eventos de muones con NT-36, NT-72 y NT-96. A partir de abril de 1997, NT-144 , un conjunto de seis cadenas, tomó datos. El conjunto NT-200 completo con 192 módulos se completó en abril de 1998. [5] En 2004-2005 se actualizó a NT-200+ con tres cadenas adicionales alrededor de NT-200 a una distancia de 100 metros, cada una con 12 módulos. [6] [7]

GVD del Baikal

Desde 2016 se está construyendo un telescopio de 1 km cúbico, NT-1000 o Baikal-GVD (o simplemente GVD , Gigaton Volume Detector ). [8] La primera etapa de 3 cadenas se encendió en abril de 2013. [9] [2] Durante 2015 se puso en funcionamiento con éxito el grupo de demostración GVD (también conocido como Dubna ) con 192 módulos ópticos. Esto concluyó la fase preparatoria del proyecto. En 2016 se inició la construcción de la primera fase del telescopio con la actualización del grupo de demostración a la configuración de referencia para un solo grupo, con 288 OM en ocho cadenas verticales. [10] Se espera que la primera fase del telescopio, cuando esté completa, contenga 8 de estos grupos. Se esperaba que esta primera fase se completara alrededor de 2020.

A partir de 2018, el telescopio Baikal continuó funcionando y desarrollándose. [11]

El 13 de marzo de 2021 se completó la primera fase del telescopio, GVD-I . Constaba de 8 cúmulos de 288 OM cada uno y tenía un volumen de aproximadamente medio kilómetro cúbico. En los próximos años, el telescopio se ampliará para medir un kilómetro cúbico (el tamaño total planificado). [12] El coste del proyecto (para la fase GVD-I) fue de unos 2.500 millones de rublos rusos (unos 34 millones de dólares estadounidenses). [13]

Resultados

BDUNT ha utilizado su detector de neutrinos para estudiar fenómenos astrofísicos. Se han publicado búsquedas de materia oscura remanente en el Sol [14] y muones de alta energía [15] y neutrinos [16] .

Véase también

Referencias

  1. ^ "La vida helada trabajando con el 'ojo cósmico' submarino de Rusia". BBC News . 24 de septiembre de 2010 . Consultado el 18 de febrero de 2011 .
  2. ^ ab "Un nuevo telescopio de neutrinos para el lago Baikal – CERN Courier". 22 de julio de 2015.
  3. ^ Belolaptikov, IA (1995). "Resultados del telescopio submarino Baikal" (PDF) . Física nuclear B: Suplementos de actas . 43 (1–3): 241–244. Código Bibliográfico :1995NuPhS..43..241B. doi :10.1016/0920-5632(95)00481-N.
  4. ^ Belolaptikov, IA; et al. (1997). "El telescopio submarino de neutrinos Baikal: diseño, rendimiento y primeros resultados". Astroparticle Physics . 7 (3): 263–282. Bibcode :1997APh.....7..263B. doi :10.1016/S0927-6505(97)00022-4.
  5. ^ "Telescopio de neutrinos del lago Baikal". Baikalweb. 6 de enero de 2005. Archivado desde el original el 31 de agosto de 2010. Consultado el 30 de julio de 2008 .
  6. ^ Aynutdinov, V.; et al. (2005). "El experimento de neutrinos del Baikal: de NT200 a NT200+". Actas de la 29.ª Conferencia Internacional de Rayos Cósmicos . 5 : 75. Bibcode : 2005ICRC....5...75A .
  7. ^ Wischnewski, R.; et al. (Baikal Collaboration) (2005). "El telescopio de neutrinos Baikal: resultados y planes". Revista internacional de física moderna A . 20 (29): 6932–6936. arXiv : astro-ph/0507698 . Código Bibliográfico :2005IJMPA..20.6932W. doi :10.1142/S0217751X0503051X. S2CID  118897977.
  8. ^ Avrorin, AV; et al. (2011). "Una cuerda experimental del telescopio de neutrinos Baikal NT1000" (PDF) . Instruments and Experimental Techniques . 54 (5): 649–659. Bibcode :2011IET....54..649A. doi :10.1134/S0020441211040178. S2CID  55191305.
  9. ^ Avrorin, AV; et al. (2014). "Sistema de adquisición de datos del telescopio de neutrinos NT1000 Baikal". Instruments and Experimental Techniques . 57 (3): 262–273. Bibcode :2014IET....57..262A. doi :10.1134/S002044121403004X. S2CID  121619985.
  10. ^ Avrorin, ANUNCIO; et al. (2017). "Baikal-GVD". Web de Conferencias EPJ . 136 : 04007. Código bibliográfico : 2017EPJWC.13604007A. doi : 10.1051/epjconf/201713604007 .
  11. ^ Kouchner fskbhe1.puk.ac.za
  12. ^ "Rusia despliega un telescopio espacial gigante en el lago Baikal". 13 de marzo de 2021.
  13. ^ "El telescopio de neutrinos más grande del hemisferio norte se pone en funcionamiento en el lago Baikal".
  14. ^ Avrorin, AD; et al. (2015). "Búsqueda de emisión de neutrinos a partir de materia oscura relicta en el Sol con el detector Baikal NT200". Astroparticle Physics . 62 : 12–20. arXiv : 1405.3551 . Bibcode :2015APh....62...12A. doi :10.1016/j.astropartphys.2014.07.006. S2CID  108287298.
  15. ^ Wischnewski, R.; et al. (2005). "El telescopio de neutrinos Baikal: resultados y planes". Revista internacional de física moderna A . 20 (29): 6932–6936. arXiv : astro-ph/0507698 . Código Bibliográfico :2005IJMPA..20.6932W. doi :10.1142/S0217751X0503051X. S2CID  118897977.
  16. ^ Aynutdinov, V.; et al. (Colaboración BAIKAL) (2006). "Búsqueda de un flujo difuso de neutrinos extraterrestres de alta energía con el telescopio de neutrinos NT200". Astroparticle Physics . 25 (2): 140–150. arXiv : astro-ph/0508675 . Código Bibliográfico :2006APh....25..140A. doi :10.1016/j.astropartphys.2005.12.005. S2CID  119499665.

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