在基本粒子物理(EPP)領(lǐng)域，科學(xué)家們過(guò)去70年的大部分成果都是在對(duì)撞機(jī)上獲得的。然而，建造一個(gè)能量為1000 TeV的加速器在技術(shù)和財(cái)務(wù)上均面臨巨大挑戰(zhàn)。因此，回歸太空成為物理學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)主要趨勢(shì)。太空中的粒子加速器產(chǎn)生的粒子能量遠(yuǎn)高于大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)。
俄羅斯科學(xué)院原子核研究所(INR RAS)研究副主任、物理和數(shù)學(xué)科學(xué)博士格里戈里·魯布佐夫(Grigory Rubtsov)。照片由 T. Morozova 拍攝
近日，俄羅斯科學(xué)院原子核研究所副主任、物理與數(shù)學(xué)科學(xué)博士格里高利·魯布佐夫在接受采訪時(shí)，分享了俄羅斯科學(xué)院原子核研究所(INR RAS)與新西伯利亞國(guó)立大學(xué)(NSU)及俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院G.I.Budker核物理研究所(INP SB RAS)在粒子天體物理學(xué)領(lǐng)域的合作情況。
魯布佐夫表示，他個(gè)人非常重視與INP和NSU的合作。自2011年應(yīng)NSU物理與數(shù)學(xué)科學(xué)博士A.D.多爾戈娃的邀請(qǐng)來(lái)到新西伯利亞科學(xué)城后，他參與了TAIGA伽馬射線天文臺(tái)項(xiàng)目。該項(xiàng)目自2010年走向國(guó)際以來(lái)，不斷發(fā)展壯大，如今已成為包含現(xiàn)代切倫科夫望遠(yuǎn)鏡和其他探測(cè)設(shè)備的混合系統(tǒng)。NSU和INP SB RAS的加入大大推動(dòng)了該項(xiàng)目的技術(shù)發(fā)展。
TAIGA項(xiàng)目即將迎來(lái)新的升級(jí)，即TAIGA-100。該項(xiàng)目將占地約100平方公里，部署新的探測(cè)器網(wǎng)絡(luò)并實(shí)施新技術(shù)用于收集和分析數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院核物理研究所的重點(diǎn)項(xiàng)目之一——貝加爾湖水下中微子望遠(yuǎn)鏡Baikal-GVD與TAIGA項(xiàng)目在領(lǐng)土和物理計(jì)劃上均有關(guān)聯(lián)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的目的都是探測(cè)超高能宇宙粒子的來(lái)源。
魯布佐夫指出，盡管地球?qū)ψ矙C(jī)加速器的性能強(qiáng)大，但太空為我們提供了更強(qiáng)大的“裝置”。中微子是一種無(wú)處不在的粒子，能夠平靜地傳播數(shù)億光年的距離，幾乎沒(méi)有任何能量損失。通過(guò)探測(cè)中微子源，科學(xué)家們可以了解以前無(wú)法達(dá)到規(guī)模的引力理論，尋找新的粒子和物理現(xiàn)象。
Baikal-GVD和TAIGA兩個(gè)實(shí)驗(yàn)始終齊頭并進(jìn)，在地理位置上相距較近，伊爾庫(kù)茨克國(guó)立大學(xué)(ISU)參與其中，并為這些項(xiàng)目的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。此外，新西伯利亞國(guó)立大學(xué)電離輻射新方法記錄實(shí)驗(yàn)室和克拉夫琴科團(tuán)隊(duì)在貝加爾湖實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮了重要作用，他們研發(fā)的探測(cè)器技術(shù)可以放置在湖岸上，用于探測(cè)中微子。
關(guān)于新西伯利亞國(guó)立大學(xué)其他實(shí)驗(yàn)室的參與情況，除了電離輻射新方法記錄實(shí)驗(yàn)室外，宇宙學(xué)和基本粒子物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室也是該項(xiàng)目的共同執(zhí)行者之一。該實(shí)驗(yàn)室在黑洞研究領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，正在從事產(chǎn)生高能中微子的機(jī)制的理論研究。
目前，貝加爾湖水下中微子望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)看到了天體物理中微子并證實(shí)了這些粒子的光譜，并且還看到了一些跡象表明其中一些來(lái)自我們的銀河系。未來(lái)，研究人員將繼續(xù)探索我們的星系中誕生了多少中微子，它們?yōu)槭裁磿?huì)在那里產(chǎn)生，以及它們的誕生機(jī)制與來(lái)自其他星系的中微子有何不同。從整體上看，中微子照亮了整個(gè)宇宙的大尺度物理學(xué)、所有高能過(guò)程、基本粒子物理學(xué)和新現(xiàn)象。如今，貝加爾湖正在成為中微子天體物理學(xué)新發(fā)現(xiàn)的場(chǎng)所。
