როგორ შეისწავლიან თსუ  მეცნიერები გალაქტიკურ ობიექტებს ხმელთაშუა ზღვის ფსკერზე განლაგებული საკვლევი ინფრასტრუქტურით და რატომ უნდა გვაინტერესებდეს ისეთი ფუნდამენტური ნაწილაკი, როგორიც ნეიტრინოა? – თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების ფაკულტეტის დოქტორანტი  გიორგი ქისტაური ნეიტრინული ფიზიკის და ასტროფიზიკის საერთაშორისო სამეცნიერო პროექტის KM3NeT-ის შესახებ  გვესაუბრება.

გიორგი მარსელში ქართველ და უცხოელ კოლეგებთან ერთად იმყოფება.  KM3Net-ს თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტი  2018 წელს შეუერთდა, დღეს პროექტში მსოფლიოს 16 ქვეყნის 55 წამყვანი ინსტიტუტია ჩართული.

KM3NeT არის ხმელთაშუა ზღვაში განლაგებული საკვლევი ინფრასტრუქტურა, რომლის დახმარებითაც ფიზიკის და ასტროფიზიკის გარდა,  შესაძლებელია მულტიდისციპლინარული კვლევების ჩატარება ზღვის და დედამიწის შემსწავლელ მეცნიერებებში: ოკეანოლოგიაში, ზღვის ბიოლოგიასა და სეისმოლოგიაში.

თსუ დოქტორანტი გვიხსნის, რომ KM3NeT-ის პირველადი მიზანი ხმელთაშუა ზღვის ფსკერზე ნეიტრინული დეტექტორების განლაგებაა.

„ადამიანმა ძალიან ცოტა რამ იცის ისეთი ფუნდამენტური ნაწილაკის შესახებ, როგორიც ნეიტრინოა. მას ძალიან მცირე მასა აქვს, არ გააჩნია ელექტრული მუხტი, რის გამოც, ფაქტობრივად, გადაადგილდება უპრობლემოდ. წარმოიდგინეთ, 1 წამში ადამიანის სხეულს 100 ტრილიონამდე ნეიტრინო განჭოლავს, რაც ძალიან შთამბეჭდავია,“- გვიხსნის გიორგი და ნეიტრინოების წარმოშობის შესახებ გვიყვება,- „ნეიტრინოები მზიდან და სხვა ვარსკვლავებიდან, ზეახალის აფეთქებიდან მოდიან. მათზე დასაკვირვებლად კუბური კილომეტრის მოცულობის დეტექტორების აშენება გახდა საჭირო.“

დეტექტორები, რომლის შესახებაც თსუ სტუდენტი გვიყვება, ხმელთაშუა ზღვის ფსკერზე, რამდენიმე კილომეტრის სიღრმეში, საფრანგეთში-მარსელთან და იტალიაში - სიცილიასთან შენდება. ისინი ერთსა და იმავე ტექნოლოგიებს ემყარება. განსახვავება მათ შორის მხოლოდ ოპტიკურ მოდულებს შორის მანძილებშია.  

„მე და გოგიტა პაპალაშვილი, მარსელში მონაცემების ანალიზზე ვმუშაობთ, ვმონაწილეობთ დეტექტორის სხვადასხვა ნაწილის აწყობასა და ტესტირებაში. ცხადია, ასეთ დიდ პროექტში ჩართვა იყო ძალიან საინტერესო და პერსპექტიული,  ჩემი სამაგისტრო ნაშრომიც  - „ატმოსფერული მიუონების შესწავლა KM3NeT დეტექტორზე“ -  სწორედ ამ პროექტში მუშაობისას დაიწერა,“-გვეუბნება გიორგი.

ნეიტრინული დეტექტორი, რომელიც იტალიის სანაპიროსთან იქნება განლაგებული, ორი ბლოკისგან შედგება.  ეს დეტექტორი განკუთვნილია მაღალი ენერგიების (100 გევ-ზე მეტი) ნეიტრინოების რეგისტრაციისთვის და ძირითადათ კოსმოსური ნეიტრინოების დაკვირვებისა და შესწავლისთვის.

საფრანგეთის სანაპიროსთან განლაგებულ დეტექტორში ოპტიკური მოდულები ერთმანეთთან გაცილებით ახლოს იქნებიან მოთავსებული. ეს დეტექტორი ცნობილია, როგორც KM3NeT/ORCA, რაც აღნიშნავს, რომ დეტექტორის ძირითად დანიშნულებას ნეიტრინოების ოსცილაციების შესწავლა წარმოადგენს  (Oscilation Research with Cosmics in the Abyss), რაც შედარებით დაბალი ენერგიების (რამდენიმე გევ) ნეიტრინოებზე დაკვირვების შესაძლებლობას გვაძლევს.

„თსუ-ს ჯგუფი, კოლეგებთან ერთად, ჩართულია პროექტის რამდენიმე მიმართულებაში, ამჟამად ძირითადად ვმუშაობთ ექსპერიმენტული მონაცემების ანალიზზე თსუ-ს მაღალი ენერგიების ფიზიკის ინსტიტუტში, სადაც განთავსებულია სერვერი, რომლითაც გვაქვს წვდომა KM3NeT-ის მთავარ სერვერთან ლიონში. სერვერზე არის ნაწილაკების ფიზიკაში საჭირო სხვადასხვა პროგრამები და პაკეტები, რაც გვაძლევს ეფექტური მუშაობის საშუალებას.  დეტექტორის მშენებლობა ახალი დაწყებულია, ამიტომ ამ ეტაპზე ძირითადი საქმიანობა დეტექტორის შემოწმება და გამართვაა. თუმცა, ჯგუფი ასევე მუშაობს სხვადასხვა ფიზიკურ ამოცანებზეც,“ - გვიხსნის გიორგი.

როგორც მეცნიერები ამბობენ, KM3NeT პროექტის განხორციელება რამდენიმე ეტაპად არის დაგეგმილი. გიორგი ქისტაურის თქმით, 2025 წლისთვის დეტექტორების მშენებლობა დასრულებული იქნება, რის შემდეგაც მეცნიერები პირველად ფიზიკურ შედეგებს მიიღებენ.

თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის ჯგუფს თსუ ასოცირებული პროფესორი, მაღალი ენერგიების ფიზიკის ინსტიტუტის მთავარი მეცნიერ-თანამშრომელი რევაზ შანიძე ხელმძღვანელობს. გიორგი ქისტაურთან ერთად, თსუ მეცნიერეთა ჯგუფში არიან ლალი ხარხელაური, გოგიტა პაპალაშვილი და დავით ჯანეზაშვილი. KM3NeT-ში ჩართულ მეცნიერთა ჯგუფს გიორგი ქისტაური ბაკალავრიატის დასრულების შემდეგ შეუერთდა.  მან  სწავლა მაგისტრატურაზე ელემენტარული ნაწილაკების მიმართულებით განაგრძო, სადაც პროფესორი რევაზ შანიძე გაიცნო.

„მისი დამსახურებით მოვხვდი KM3NeT პროექტში. ბატონ რეზოს ამ სფეროში დიდი გამოცდილება აქვს. ფიზიკისადმი ინტერესი ჩემმა ცნობისმოყვარეობამ განაპირობა, მიყვარდა ყველაფერზე დაკვირვება და გააზრება, თუ რისგან შედგება და როგორ ფუნქციონირებს  ნებისმიერი რამ ჩვენს გარშემო, მიკრო თუ მაკრო მასშტაბზე. მამაჩემმა, თავად ინჟინერმა, დროულად მომცა მიმართულება და დამაინტერესა ფიზიკით. თსუ-ის ფიზიკის მიმართულების გამორჩეული შედეგებისა და მაღალი რეიტინგის გამო, გადავწყვიტე რომ ჩემი ალმა-მატერი სწორედ თსუ გამხდარიყო,“ -  ამბობს გიორგი.