Нейтринное небо

«Нам нужна вся Вселенная, чтобы что-то о ней узнать», – считает Человек года в номинации «Наука», член-корреспондент РАН Сергей Троицкий. В этом году голоса жюри разделились поровну, и статуэтку в этой категории получили сразу двое. Об Андрее Наумове мы рассказываем регулярно, а Сергей Троицкий известен у нас меньше. Отчасти потому, что, вопреки говорящей фамилии, живёт в Москве, работает в теоротделе ИЯИ на Ленинском проспекте. Однако связывает его с нашим городом очень многое.

«В Троицке бываю редко, но как город науки он мне знаком с детства, – говорит учёный. – Мои родители – физики, мама до сих пор работает в ИФВД, только удалённо, а раньше ездила туда всё время… Так что здесь для меня всё родное».

Наукой Сергей увлёкся в детстве. В школе был кружок по астрономии, заинтересовался устройством Вселенной, а на физфаке МГУ встретился со своим главным учителем – Валерием Рубаковым. Будущий академик тогда первый год читал студентам курс по физике частиц.
В ИЯИ Троицкий работает с 1997 года, после аспирантуры, и по сей день. В 2016-м был избран членом-корреспондентом РАН. «Сначала я занимался теорией элементарных частиц, физикой за пределами Стандартной модели, – вспоминает он. – Но в какой-то момент что-то, наверное, стрельнуло, и я вернулся к исследованиям на стыке с астрофизикой. Стало понятно, что не всё можно пощупать с помощью обычных коллайдеров, обычных экспериментов, требуются измерительные приборы космических масштабов. Удалось объединить детское увлечение астрономией и теоретическую школу Рубакова».

Астрофизика частиц – молодая наука на пересечении микро- и макромира, теории и эксперимента.
«С одной стороны, мы используем методы астрофизики, чтобы что-то узнать про элементарные частицы, с другой – методы физики элементарных частиц, чтобы узнать что-то про астрофизические объекты», – поясняет учёный.

Кстати, обладатель статуэтки «Человек года», которую ещё называют «троицким Оскаром», мог бы претендовать и на «Оскар» кинематографический. Он снимался в научно-популярном фильме «В ожидании волн и частиц» (2015). Один физик там ищет гравитационные волны (нашли!), другой – магнитный монополь (пока нет), третий, Сергей Троицкий, – аксион, кандидат на роль тёмной материи (тоже нет). А нынешние его работы связаны с нейтринной астрономией. «Если мы смотрим на небо обычным образом, то видим там звёзды, планеты, Солнце, далёкие галактики, – поясняет Троицкий. – А в нейтринной астрономии ничего этого не было. Просто равномерно приходящие нейтрино высоких энергий со всех сторон, какая-то каша, и только сейчас в ней начало что-то вырисовываться. И внимательно посмотрев на доступные данные, можно увидеть направления, откуда они приходят. И, может быть, скоро мы сможем взглянуть на нейтринное небо точно так же, как на обычное звёздное небо».

Зарегистрировать частицу можно по-разному. Например, уловить черенковское излучение, возникающее при крайне редком взаимодействии нейтрино с веществом. Это можно сделать в прозрачной среде там, где засветка исключена, – под водой или в толще льда. Так устроены три крупнейшие установки по поиску нейтрино высоких энергий: IceCube в Антарктиде, Baikal-GVD и строящийся KM3NeT в Средиземном море. Они объединены в глобальную сеть, где каждый отвечает за часть неба. Создание байкальского детектора началось ещё в 1984 году, и только недавно он вышел на проектный размер – 1 км³ цепочек глубоководных детекторов, и 12 марта 2021 года состоялся официальный запуск. «До полного размера байкальская установка ещё не выросла, но в тот момент она достигла такого объёма, как на Южном полюсе, стала равным участником этой игры, и это – событие», – поясняет Троицкий.

В 2022 году в Astrophysical Journal Letters вышла статья, где Юрий Ковалёв, Александр Плавин (оба – ФИАН) и Сергей Троицкий проанализировали публично доступные данные от IceCube. Её результаты стали главным основанием для выдвижения Троицкого на звание «Человека года». «Установлено наличие галактической анизотропии в направлениях прихода нейтрино с энергиями выше 200 ТэВ. Это со статистической значимостью 99.996% (4,1 сигма) доказывает наличие нейтрино от галактики Млечного Пути», – гласит аннотация. «Мы обнаружили сразу две популяции источников астрофизических нейтрино высоких энергий, – добавляет Троицкий. – Одни приходят от далёких квазаров, другие – от нашей галактики. Со всем этим сейчас надо разбираться теоретически. Если с квазарами есть какое-то понимание, то галактические нейтрино – что-то совершенно удивительное, тем для теоретика и интересное!»

Владимир МИЛОВИДОВ,

фото автора