წლის მსოფლიო ექსპერიმენტის მონაწილე ქართველი მეცნიერი
დღეისათვის ცნობილი ელემენტარული ნაწილაკებიდან უმრავლესობა არასტაბილურია - გარკვეული დროის შემდეგ სხვა ნაწილაკებად გარდაიქმნება. მათგან ერთ-ერთ გამონაკლისს სულ რამდენიმე ათეული წლის წინ აღმოჩენილი ნეიტრინო წარმოადგენს. მიუხედავად იმისა, რომ სამყაროში არსებულ ნაწილაკთა უმრავლესობას ნეიტრინოები შეადგენს, მათი დანახვა ძალზე რთულია - მილიარდი ნეიტრინოდან ხელსაწყოები მხოლოდ ერთს აღიქვამენ...
ნეიტრინოების კვლევას ისახავს მიზნად ექსპერიმენტი სახელად icecube ("ყინულოვანი კუბი"), რომელიც 2013 წლის საუკეთესო ფიზიკურ ექსპერიმენტად აღიარეს. 1 კმ წიბოს მქონე დანადგარი სამხრეთ პოლუსზე, ანტარქტიდის ყინულებში რამდენიმე კილომეტრის სიღრმეზეა განთავსებული. პროექტის განხორციელებაში მსოფლიოს სხვადასხვა ქვეყნის წარმომადგენელ მეცნიერებს შორის ორი ქართველი ფიზიკოსი - რეზო შანიძე და გიორგი ჯაფარიძე მონაწილეობენ. ბატონ რეზოს ამ მსოფლიო მნიშვნელობის ექსპერიმენტსა და ამჟამინდელ საქმიანობაზე ვესაუბრეთ.
- "ყინულოვანი კუბი" კოსმოსური ნეიტრინოების დაკვირვების მიზნით შეიქმნა. დეტექტორი სამხრეთ პოლუსის 3 კმ-მდე სისქის ყინულის ორმოებშია განლაგებული. ანტარქტიდის ყინული იდეალური გარემოა ნეიტრინოების რეგისტრაციისთვის, რადგან მასში ძალიან მცირეა ბუნებრივი რადიოაქტიური ნივთიერებების მინარევი. ორმოებს ცხელი წყლის მაღალი წნევის ჭავლით თხრიან. მექანიკური დაზიანებისა და დიდ სიღრმეზე არსებული მაღალი წნევისაგან ხელსაწყოებს სპეციალური მინის საფარი იცავს.
- კონკრეტულად რა შედეგის გამო აღიარეს "ყინულოვანი კუბი" 2013 წლის საუკეთესო ფიზიკურ ექსპერიმენტად?
- მან პირველად დაინახა რამდენიმე ძალიან მაღალი ენერგიის ნეიტრინო. მოგეხსენებათ, სამხრეთ პოლუსზე ნახევარი წელი ღამეა, ნახევარი - დღე. ღამის სეზონზე ის აბსოლუტურად მოწყვეტილია დანარჩენ სამყაროს. ტემპერატურა იმდენად დაბალია, თვითმფრინავი რომ დაჯდეს, შეიძლება, ვეღარც აფრინდეს. ამიტომ, სამხრეთ პოლუსზე მდებარე მუნდსენ-სკოტის პოლარულ სადგურში საკვებს, საწვავსა და ექსპერიმენტისთვის საჭირო აპარატურას წინასწარ იმარაგებენ. პოლარული ღამის სეზონზე ამ სადგურში ყინულის კუბის ორი მეცნიერი რჩება. მათი მოვალეობა დეტექტორის უწყვეტი მუშაობის უზრუნველყოფაა. იქ დაახლოებით 50 ადამიანია - სხვა ექსპერიმენტის მონაწილე მეცნიერები და დამხმარე პერსონალი.
- რა იყო თქვენი კონკრეტული საქმე ექსპერიმენტის მიმდინარეობისას?
- საბედნიეროდ, ჩემი მუშაობა ნეიტრინოების აღმოჩენას დაემთხვა. დეტექტორის მოდელირებისა და მიღებული მონაცემების ანალიზში ვმონაწილეობდი. საბოლოოდ, ექსპერიმენტმა აჩვენა, რომ ჩვენს სამყაროში არსებობს მაღალი ენერგიების ნეიტრინოები და მათი დანახვა შესაძლებელია. ამ შედეგით დაგვირგვინდა ნეიტრინული ასტრონომიის პირველი ეტაპი, რომელიც დაახლოებით 30 წლის წინ დაიწყო პროექტით DUMAND: მისი მიზანი წყნარ ოკეანეში, ჰავაის კუნძულების მახლობლად პირველი ნეიტრინული დეტექტორის შექმნა იყო. მაშინ ეს პროექტი ტექნიკური პრობლემების გამო დროზე ადრე შეწყდა, თუმცა, თანამედროვე ექსპერიმენტებს მან დაუდო სათავე. "ყინულის კუბი" თავისი ზომით ბევრად აღემატება მის წინამორბედ დეტექტორებს. მისი მონტაჟი 2010 წელს დასრულდა და მას შემდეგ თითქმის უწყვეტად მუშაობს. მისი მიზანი ნეიტრინოების საშუალებით სამყაროს შესწავლაა.
- ამ ექსპერიმენტამდე თქვენ არანაკლები მნიშვნელობის, ხმელთაშუა ზღვაში განთავსებულ ანტარესის, ექსპერიმენტშიც მონაწილეობდით, არა?
- ხმელთაშუა ზღვაში შესანიშნავი პირობებია ნეიტრინული ასტრონომიის საკვლევად. მზის სინათლე სრულად, დაახლოებით, 1 კმ-ის სიღრმეზე იხშობა. წყალი გამჭვირვალე და წყნარია. ანტარეს ექსპერიმენტი ხმელთაშუა ზღვის საფრანგეთის სანაპიროსთან 2,5 კმ-ის სიღრმეზეა განთავსებული. ამ პროექტში ერლანგენ-ნიურნბერგის უნივერსიტეტის (გერმანია) ჯგუფთან ერთად ათი წელი ვიმუშავე. ტელესკოპის ძირითად მიზანს იმის დადასტურება წარმოადგენს, რომ შესაძლებელია ნეიტრინული დეტექტორის ზღვის ფსკერზე განთავსება და მისი უწყვეტი ექსპლუატაცია ხანგრძლივი დროის მანძილზე. ნეიტრინოების გარდა, დეტექტორი კოსმოსური სხივების მიერ ატმოსფეროში შექმნილ ნაწილაკებსაც აფიქსირებს, რომლებიც ზღვის კილომეტრიან სიღრმეზე აღწევს. ანტარესის წარმატებულ მუშაობას კარგმა სანაოსნო ინფრასტრუქტურამ შეუწყო ხელი. ტულონში საფრანგეთის საზღვაო ფლოტის ბაზა და ოკეანოლოგიის ინსტიტუტია განთავსებული, რომლის გემებისა და 2,5 კმ სიღრმეზე მომუშავე წყალქვეშა აპარატების გარეშე შეუძლებელი იქნებოდა ექსპერიმენტის ინსტალაცია. გარდა ფიზიკოსებისა, ექსპერიმენტით ზღვის ბიოლოგები, სეისმოლოგები და ოკეანოლოგები არიან დაინტერესებულნი. ფოტოდეტექტორები ზღვის ფაუნის ბიონათებას აფიქსირებენ. ნათების ძირითადი წყარო - ზღვის სიღრმეში მცხოვრები ბაქტერიებია. მართალია, ბიონათება ტელესკოპის მუშაობას ხელს უშლის, მაგრამ ბიოლოგებისთვის სწორედ ესაა საინტერესო. ამ სიღრმეზე სიცოცხლის შესწავლის მიზნით, მათ ანტარესის კვების კვანძიდან ცალკე ხაზი გაიყვანეს, რომლებზეც ზღვის სიღრმეში ბიოლოგიური მოვლენების შემსწავლელი დეტექტორები შეაერთეს. ამჟამად საერთაშორისო თანამშრომლობა ხმელთაშუა ზღვაში ამზადებს ნეიტრინულ დანადგარს KM3NeT, რომლის მოცულობამ ერთი კუბური კილომეტრი უნდა შეადგინოს. დანადგარი მგრძნობიარე იქნება სამივე სახის ნეიტრინოს მიმართ. ვარაუდობენ, რომ დეტექტორი მწყობრში 2016-2017 წლებში ჩადგება. ვფიქრობ, მასში მონაწილეობა საინტერესო უნდა იყოს ქართველი მეცნიერებისთვის.
იხილეთ გაგრძელება