Что на картинке?

Читатель «Элементов», интересующийся последними новостями физики, наверняка сразу узнает несколько характерных, и даже уже знаменитых изображений; они встречались и в наших новостях. Другие намеки не столь очевидны, и отсылают к научной программе школы. Наконец, есть намеки, отсылающие к особенностям самой школы.

На плакате зашифрованы два вида намеков — относящиеся либо непосредственно к научным достижениям, либо к некоторым особенностям самой Байкальской школы. Начнем с чисто научных сюжетов.

    1) «Люстра», состоящая из одной центральной и семи боковых гирлянд, — это первый кластер обновленного нейтринного телескопа Baikal GVD, который сейчас интенсивно сооружается в озере Байкал. Шкала на переднем ребре показывает глубину озера в метрах с указанием уровней, на которых расположены детектирующие оптические модули. Детектор активно расширяется, и за несколько лет он по своему чувствительному объему дорастет до кубического километра (GVD как раз означает Gigaton Volume Detector) и выйдет на уровень нынешнего IceCube. Тройка детекторов IceCube, KM3NeT и Baikal GVD станет костяком глобальной сети нейтринных телескопов для изучения астрофизических нейтрино.
    2) На дне изображены спиральные волны, расходящиеся от слияния двух источников, — это дань долгожданному открытию гравитационных волн парой гравитационно-волновых детекторов LIGO, открытию, ставшему самым громким событием 2016 года во всей фундаментальной физике.
    3) Плавающие поверх них нейтрино относятся, по авторской задумке, к нейтринному телескопу Baikal GVD, а не к гравитационным волнам. Однако если рассуждать в духе всесигнальной астрономии, то здесь можно увидеть намек на то, что в будущем мы научимся не только «слышать» слияние компактных объектов через гравитационные волны, но и «видеть» отклик от них в виде всплеска разных частиц, например нейтрино.
    4) Задний фон слева схематично показывает текущее состояние дел в задаче прямого поиска частиц темной материи. По горизонтали — масса частиц, по вертикали — сечение из рассеяния на ядре в пересчете на один нуклон. Сплошные линии — ограничения сверху, которые из года в год неуклонно спускаются вниз, а темные пятна — это области параметров, про которые коллаборация Dama/Libra уверяет, что вот уже почти десять лет наблюдает сигнал от таких частиц.
    5) Пузырь с надписью «750», который всплывает на поверхность и грозится лопнуть, — это злосчастный двухфотонный пик, обнаруженный на Большом адронном коллайдере в декабре 2015 года и закрытый полгода спустя. Впрочем, фурор в научном сообществе он произвел изрядный, и физики еще долго будут вспоминать эту историю.
    6) На заднем фоне изображены частицы больших энергий, прилетающие на Землю от космических объектов из далекого космоса, например из активных ядер галактик. Петляющая траектория — это протоны, основные частицы космических лучей. Будучи электрически заряженными, они беспорядочно дрейфуют в хаотическом галактическом и межгалактическом магнитном поле, поэтому направление их прилета никак не коррелирует с реальным направлением на источник. Достигая земной атмосферы, протоны космических лучей порождают атмосферный ливень — поток вторичных частиц, по которым детекторы и регистрируют их наличие.
    7) Прямая траектория там же, которая втыкается в землю, не порождая ливней, — это астрофизические нейтрино. Нейтрино магнитным полем не отклоняются и потому должны прямо показывать на источник. Впрочем, пока что не удалось надежно сопоставить те несколько десятков астрофизических нейтрино, которые к настоящему времени отловил детектор IceCube на Южном полюсе, с какими-либо активными объектами глубокого космоса.
    8) Вторая более-менее прямая траектория, которая, однако, порождает атмосферный ливень, — это либо фотоны больших энергий, либо те же заряженные космические лучи сверхвысоких энергий от относительно близких, по космологическим масштабам, источников. В силу своей огромной энергии они не успели отклониться на существенный угол на пути к Земле. Если такие источники существуют, то есть шанс угадать их в угловом распределении космических лучей сверхвысокой энергии. Такие попытки были, но надежной идентификации пока не существует.

А вот несколько намеков, относящихся уже к самой школе.

    1) Само озеро и его берега — это стилизованный Байкал, место проведения Школы. Скалистый берег слева — это гора Скрипер, на которую традиционно взбираются участники во время экскурсионного дня. Взбираются, конечно, не прямо по скалам, а по тропинке в обход.
    2) Байкальская нерпа внизу — это эндемический вид пресноводных тюленей, один из самых запоминающихся символов Байкала. Окрас взрослой нерпы — переливчатого серого цвета, но детеныш нерпы, белёк, — белый.
    3) Два рыбака — это Альберт Эйнштейн и Бруно Понтекорво. Эйнштейна, предсказавшего, в том числе, и гравитационные волны, знают все. Бруно Понтекорво известен широкой публике меньше, хотя в реальности он был одним из отцов-основателей современной нейтринной физики. Именно ему принадлежит идея детектирования нейтрино с помощью хлор-аргонной реакции. Вместе с Владимиром Грибовым он впервые высказал гипотезу о том, что нейтрино могут осциллировать из одного типа в другой прямо на лету и что именно это является причиной нехватки солнечных нейтрино. Он также построил первую теорию масс майорановских нейтрино и принял непосредственное участие в других революционных работах. Уроженец Италии, он в 1950 году переехал в Советский Союз и почти полвека проработал в ОИЯИ; подробнее о его жизни и работе можно прочитать на посвященных ему страницах на сайте ОИЯИ. В общем, Бруно Понтекорво символизирует собой нейтринную физику в ОИЯИ, и, поскольку научная программа школы содержала лекции по физике нейтрино, его появление на плакате неудивительно. Велосипед тут, кстати, тоже неспроста. Понтекорво ездил на нем постоянно и управлял им в совершенстве. Рассказывают, что он иногда ехал, держа в руках раскрытую книгу и читая ее на ходу. Несколько лет назад в Дубне был открыт памятник Понтекорво и Джелепову, на котором есть и велосипед.
    4) Волны от двух лодок и их интерференция символизируют собой осцилляции нейтрино — полюбившаяся на школе повседневная аналогия этого сугубо квантового явления.

Байкальская школа-2016 удалась на славу; у всех ее участников, российских и зарубежных, остались самые яркие впечатления. Теплые воспоминания — это результат великолепного лекторского состава, активной научной жизни и душевной атмосферы школы, а также, безусловно, шикарной природы Байкала.

Не за горами и школа-2017. Составлена ударная научная программа, которая держит баланс между теоретической физикой элементарных частиц, экспериментальной ФЭЧ и астрофизическими вопросами. Все лекции начнутся с введения, доступного даже для студентов-третьекурсников, а затем перейдут к современным вопросам физики и астрофизики частиц, которые заинтересуют магистрантов, аспирантов и молодых научных сотрудников. Список участников школы заполняется с опережением графика, причем активно регистрируются и иностранные участники. Так что если у вас возникло желание посетить Байкальскую школу — добро пожаловать, вам тут понравится!