На глубине более километра под водой Байкала работает один из самых необычных научных приборов мира — нейтринный телескоп Baikal-GVD. Теперь физики научили его намного точнее определять, откуда именно прилетают загадочные космические частицы. Разработку представили учёные международной коллаборации Baikal-GVD.
Новые алгоритмы обработки данных позволяют определять направление источника частиц с точностью до 0,2 градуса. Для современной астрофизики это очень высокий показатель. Иначе говоря, телескоп стал намного точнее «видеть» объекты в глубоком космосе, включая активные ядра галактик и блазары, расположенные в миллиардах световых лет от Земли. Блазары считаются одними из самых мощных и энергичных объектов во Вселенной.
Сам телескоп находится в акватории озера Байкал на глубине около 1366 метров. Сейчас система состоит из 14 независимых кластеров и 4212 оптических модулей.
Каждый модуль — это герметичная стеклянная сфера с высокочувствительным датчиком света. Телескоп фиксирует так называемое черенковское излучение — слабое голубое свечение, которое появляется, когда высокоэнергетические частицы движутся в воде.
Одной из главных проблем для учёных оказался мощный оптический шум. В Байкале живут микроорганизмы, создающие биолюминесценцию — естественные вспышки света в воде. Из-за этого системе приходится отделять редкие нейтринные события от миллиардов посторонних сигналов.
Для решения задачи исследователи использовали методы машинного обучения. Специальный алгоритм анализирует около 20 параметров каждого события и помогает отсеивать информационный шум с эффективностью до 70%.
Вся информация поступает в вычислительный центр Объединённый институт ядерных исследований в Дубна, где сигналы объединяют и калибруют.
По словам исследователей, Baikal-GVD уже готов к своей главной задаче — картографированию нейтринного неба Северного полушария вместе с антарктическим телескопом IceCube.
Байкальский телескоп постепенно превращается в полноценный инструмент для изучения самых мощных процессов во Вселенной и экстремально далёких космических объектов.
