Зачем нужен и чем интересен IceCube, отмеченный Нобелевской премией по физике

В Шведской академии наук 6 октября объявили лауреата Нобелевской премии по физике. Чем интересно его открытие — «Фонтанке» рассказал эксперт из Университета ИТМО.

Нобелевскую премию по физике 2026 года получил американский ученый бельгийского происхождения Фрэнсис Хальцен — главный специалист нейтринной обсерватории IceCube на Южном полюсе. Размер премии составляет 12 миллионов шведских крон (или порядка 101 млн рублей по курсу ЦБ РФ. — Прим. ред.).

Еще в 1988 году Хальцен представил свою идею, как можно улавливать нейтрино в Антарктике с помощью льда и специальных датчиков. Особенности льда и местности именно на Южном полюсе должны были помочь в этой научной работе.

Эта идея нашла воплощение в ледовой установке IceCube, которую построили в 2011 году. И там действительно удается уловить высокоэнергетические нейтрино из космоса. Как отмечают в Нобелевском комитете, работа Хальцена проложила путь к открытию нового вида астрономии.

Аспирант физического факультета ИТМО Илья Павлов объясняет, что уникальность открытия Хальцена заключается в новом методе регистрации космических нейтрино. Это элементарные частицы, которые в том числе прилетают к Земле из космоса. При этом фиксировать их крайне сложно: они слабо взаимодействуют с материей.

Это открытие имеет большое значение потому, что нейтрино мало изучены.

«Нейтрино сами по себе — очень интересные и во многом загадочные частицы. Мы до сих пор не до конца понимаем, как они устроены и как именно вписываются в стандартную модель физики элементарных частиц», — отмечает Павлов.

Из-за того, что нейтрино не во всём вписываются в стандартную модель, ученые ищут объяснения их свойствам в том числе на основе предположений.

«Например, известно, что масса нейтрино очень мала. Но существуют нейтрино разных типов, и мы не знаем точно: какая масса соответствует каждому из них и как эти массы соотносятся между собой. Не до конца понятно и то, как именно нейтрино проявляют себя в некоторых взаимодействиях», — объясняет Павлов.

Больше того, через изучение нейтрино из космоса можно узнавать новое о Вселенной.

IceCube уже регистрировал нейтрино из космоса, и они обладают большой энергией: от тераэлектронвольт до петаэлектронвольт, то есть порядка 10¹²–10¹⁵ электронвольт. Получить такие же показатели, как у некоторых из этих частиц, невозможно ни на одном существующем на Земле ускорителе (в том числе на самом мощном Большом адронном коллайдере).

В ИТМО отмечают, что в России есть подобная обсерватория — Байкальский нейтринный телескоп (Baikal-GVD). Она была создана в 2021 году, через 10 лет после появления IceCube.

В работе проекта Baikal-GVD участвуют несколько российских научных организаций, среди которых Объединенный институт ядерных исследований, Институт ядерных исследований РАН и ИТМО.

«Установка активно развивается и уже дала ряд научных результатов, в том числе позволила независимо исследовать диффузный поток астрофизических нейтрино, наблюдавшийся IceCube», — отмечает Павлов.

Физический факультет ИТМО присоединился к проекту Baikal-GVD в 2026 году. Научная группа Дмитрия Карловца занимается задачами, которые связаны с обработкой данных Байкальского нейтринного телескопа.