В России создается Федеральная программа исследований в области физики нейтрино и астрофизики частиц на 2023-2030 гг.

Концепция Федеральной программы исследований в области физики нейтрино и астрофизики частиц была подготовлена представителями ОИЯИ (г. Дубна), ИЯИ РАН и НИЦ «Курчатовский институт» в июне 2021 года. С конца 2022 года работы по проекту программы проводились в рамках госзадания НИЯУ МИФИ с участием сотрудников ОИЯИ, ИЯИ РАН, НИЦ КИ под общим руководством ректора ядерного университета Владимира Шевченко. Следующим этапом должно стать принятие программы, реализация которой создаст условия для ускоренного развития в России фундаментальных и прикладных исследований в области физики нейтрино и астрофизики частиц.

Участники совещания на базе Байкальского нейтринного телескопа Baikal-GVD. В центре – ректор НИЯУ МИФИ Владимир Шевченко.

6-7 марта 2023 года на базе Байкальского нейтринного телескопа Baikal-GVD прошло совещание представителей исследовательских институтов и вузов, участвующих в проведении научных исследований в области физики нейтрино и астрофизики частиц. В совещании, которое провел глава Минобрнауки Валерий Фальков, приняли участие директор ОИЯИ Григорий Трубников, научный руководитель ОИЯИ Виктор Матвеев, директор ИЯИ РАН Максим Либанов, директор НИИЯФ МГУ Эдуард Боос, ректор Иркутского государственного университета Александр Шмидт, ректор Томского политехнического университета Дмитрий Седнев, ректор НИЯУ МИФИ Владимир Шевченко, руководитель НОЦ НЕВОД Анатолий Петрухин, а также сотрудники НИИ прикладной физики ИГУ и другие члены коллаборации Baikal-GVD.

Во вступительном слове Валерий Фальков подчеркнул актуальность, высокую научную значимость и важное прикладное значение исследований в области физики нейтрино и астрофизики частиц и необходимость дальнейшего расширения сотрудничества участников этих исследований. С докладом о проекте федеральной научно-технической программы в области физики нейтрино и астрофизики частиц выступил ректор НИЯУ МИФИ Владимир Шевченко. Разработка проекта программы проводилась представителями НИЯУ МИФИ, ОИЯИ, ИЯИ РАН и НИЦ «Курчатовский институт».

После обсуждения проекта программы и новых научных результатов, полученных на Байкальской установке Baikal-GVD, участники совещания ознакомились с процессом развертывания нового кластера подводных измерительных модулей в глубине озера Байкал: создание проруби во льду толщиной 1 м, развертывание оборудования для опускания гирлянды длиной 1 км и процесс ее монтажа.

Физика нейтрино и астрофизика частиц имеют колоссальный потенциал научных открытий о фундаментальных свойствах материи и эволюции Вселенной, поскольку нейтрино в данных исследованиях выступает не только как объект изучения, но и как инструмент исследования Вселенной. Развитие экспериментальных методов исследований в этих областях физики обладает большой практической перспективой в атомной отрасли, экологии, науках о Земле и др. Физика нейтрино и астрофизика частиц сегодня являются приоритетными направлениями в США, КНР, Европе, Японии, Южной Корее.

В настоящее время в России имеются 4 крупных территориальных центра по исследованиям нейтрино – Байкальский нейтринный телескоп, Баксанская нейтринная обсерватория, в которых в основном проводятся исследования астрофизических нейтрино, НИЦ «Курчатовский институт» и Калининская АЭС, где проводятся исследования реакторных антинейтрино, а также 5 центров, где идут исследования в области астрофизики частиц на крупных экспериментальных комплексах: TAIGA (МГУ им. М.В. Ломоносова - ИГУ), БНО (ИЯИ РАН), НЕВОД (НИЯУ МИФИ, г Москва), ЯкуШАЛ (ИКФИА, г. Якутск) и ТШВНС (ФИАН им. Лебедева). Проектом Программы предусматривается: доведение объема Байкальского нейтринного телескопа до 1 – 1.5 км³, создание Большого Баксанского нейтринного детектора массой 10 килотонн, развертывание установки ТАЙГА на площади 10 км², модернизацию и обновление существующих установок для исследований астрофизики частиц сверхвысоких энергий: ЯкуШАЛ (ИКФИА СО РАН), «Ковер» (БНО ИЯИ РАН), НЕВОД (НИЯУ МИФИ) и ТШВНС (ФИАН), а также проведение фундаментальных и прикладных исследований реакторных антинейтрино на Калининской АЭС и другие мероприятия.

Планируется не только модернизация имеющихся и создание новых крупных установок для достижения мирового лидерства России  в области физики нейтрино и астрофизик частиц, но и подготовка высококвалифицированных кадров, призванных обеспечить их работу.

«МИФИ стоял у истоков исследований нейтрино. В 1960 г. академик Моисей Александрович Марков предложил использовать для регистрации нейтрино большие детекторы, и делать их именно из воды, – рассказывает Анатолий Петрухин, руководитель Научно-образовательного центра НЕВОД НИЯУ МИФИ. – Вода в этом случае и есть детектор, ведь нейтрино можно зарегистрировать лишь по взаимодействию с веществом. Позже возникла идея подводного детектора – DUMAND (Deep Underwater Muon And Neutrino Detector) и в 1977 году ученые МИФИ начали разрабатывать прототип такого детектора на земле, здесь же был создан квазисферический модуль для него. В начале 1980-х гг. МИФИ участвовал в межвузовской программе «Нейтрино», затем в рамках реализации госпрограммы по развитию материально-технической базы физики высоких энергий, утвержденной Советом министров СССР, в МИФИ был построен НЕВОД – НЕйтринный Водный Детектор. В 1991 году в НЕВОДе запустили первую гирлянду детекторов, а в 1995 г. были получены первые результаты: доказано, что нейтрино можно регистрировать на поверхности Земли в условиях очень высокого фона. НИЯУ МИФИ, как ведущий вуз атомной отрасли, сегодня может обеспечить подготовку квалифицированных кадров для нейтринных исследований. Кадровая проблема – одна из важнейших в современной физике, ведь каким бы финансированием и оборудованием не были обеспечены современные эксперименты, если нет соответствующих специалистов – ничего не получится».