Это учёный, астрофизик Николай Буднев. Ему 70 лет. Последние 30 из них он встречает Новый год здесь — и в полном одиночестве. «Не в полном, — поправляет Буднев, — с котом». На берег Байкала он приезжает не потому, что взрослые дети и внуки живут в Москве, а с женой он давно развёлся. 31 декабря он — дежурный оператор берегового центра Байкальского глубоководного нейтринного телескопа Baikal-GVD. Буднева называют зачинателем этого проекта: он работает над ним 40 лет, с 1981 года.
Лекция Буднева о телескопах
«Что вы представляете, когда кто-то говорит о телескопе? — начинает Буднев. — Наверное, воображение нарисует вам картинку вытянутой трубы, в которую можно заглянуть, чтобы увидеть звёзды?» Буднев сидит в дата-центре телескопа, спиной к шести большим экранам. На тёмных экранах — окна с мелькающими разноцветными схемами. Сюда поступают данные от глубоководного нейтринного телескопа. От каждого кластера телескопа их передаёт отдельный кабель. Буднев говорит негромко, уголки его губ приподняты. В конце каждой фразы кажется, что он вот-вот засмеётся.
Буднев объясняет: понятие телескопа намного шире. Есть оптические телескопы, которые помогают человеку увидеть своими глазами что-то, находящееся очень далеко. Есть радиотелескопы — набор радиоантенн, распределённых по большой площади. Есть телескопы, предназначенные для регистрации рентгеновского излучения. Они находятся в космосе. Все разновидности телескопов объединяет одно: они собирают информацию из глубин Вселенной.
И из глубин Байкала — если говорить о конструкции, установленной на дне озера в четырёх километрах от домика Буднева. Там, в толще байкальской воды, на глубине от 750 до 1250 метров, есть гирлянды, похожие на гигантский виноград. На металлических тросах висят, как ягоды на ветках, прозрачные сферы — шары с фотоумножителями. Это сверхчувствительные «глаза» телескопа. Они замечают слабые и быстрые вспышки света, которые возникают в результате взаимодействия нейтрино с водой. Нейтрино — это элементарные частицы, они практически не имеют массы, способны преодолевать космические расстояния и проходить сквозь толщу самых плотных материалов. Охота на нейтрино осложнена тем, что они, будучи электрически нейтральными, неуловимы для электрических приборов. Анализируя вспышки нейтрино, учёные получают уникальную информацию о процессах во Вселенной, откуда они прилетели, например, о том, что происходит в центре Солнца во время термоядерных реакций.
Чтобы регистрировать потоки нейтрино на земле, пришлось бы построить гигантскую чашу и заполнить её миллиардами тонн чистой воды. Создать такую чашу невозможно. Зато можно найти естественную. Например, если выбрать на её роль самое глубокое озеро на Земле.
В 1960 году советский академик Моисей Марков предложил создать в прозрачном водоёме трёхмерную решётку из детекторов, которые будут регистрировать вспышки света, возникающие при взаимодействии нейтрино с атомами воды. Чтобы регистрировать эти слабые и редкие вспышки, во-первых, необходима максимально прозрачная вода, во-вторых, водоём должен быть достаточно глубоким, чтобы отфильтровать потоки других частиц. А значит, установка должна находиться в водоёме с прозрачной водой на достаточной глубине. Байкал подходил идеально.
Ещё одним важным фактором в его пользу был сибирский климат. Два месяца в году Байкал покрыт льдом толщиной в метр. А значит, тяжёлое оборудование можно опустить под воду со льда без использования кораблей.
Как Буднев и телескоп встретились
В седьмом классе Николай Буднев победил в иркутской олимпиаде по физике, и его пригласили в физико-математическую школу-интернат при Новосибирском университете. Там Буднев учил физику и заработал первые деньги: рядом со школой была продуктовая база, где они с друзьями разгружали вагоны.
Поступив в Новосибирский университет, он скоро перевёлся в Иркутский — не хотелось оставлять в одиночестве мать. Закончил университет, защитил кандидатскую и стал там же преподавать.
Тем временем идея подводной нейтринной ловушки тоже не стояла на месте. В 1979 году на Байкале прошло совещание по развитию глубоководных нейтринных телескопов. На начальном этапе проектирования таких телескопов считалось, что глубина Байкала недостаточна, чтобы защититься от фона других частиц. Поэтому телескоп планировали установить вместе с американцами в Тихом океане возле Гавайских островов на глубине пять километров, а на Байкале проводить эксперименты по отработке методики. Установка такой конструкции на Байкале стоила относительно недорого. Но в декабре того же года СССР ввёл войска в Афганистан, стало понятно, что сотрудничать с американцами не получится, и байкальский проект стал развиваться самостоятельно. «Хотя на начальном этапе мало кто понимал, что это в итоге будет», — вспоминает Буднев.
Главной организацией в этом проекте был московский Институт ядерных исследований РАН. Для развития проекта на Байкале нужно было найти контрагента в Иркутске. Им предложили стать Николаю Будневу, тридцатилетнему преподавателю кафедры теоретической физики ИГУ. Он согласился.
Пешни и майны
Коллега из Лимнологического института Павел Шерстянкин предоставил Будневу оборудование для первой экспедиции: дал домик-бытовку для работы на льду и небольшую лебёдку. Он научил Буднева делать майну (прорубь — ЛБ) в байкальском льду и показал, как использовать пешню — остроконечный лом с деревянной ручкой, которым долбят лёд. Позже, когда участников экспедиции становилось всё больше и больше, Буднев уже сам учил их, как работать на льду. Игорь Белолаптиков, руководитель экспедиции с 1991 года, говорит: «Всё, что связано со льдом в экспедиции — когда можно по нему ездить, как использовать тяжёлую технику, что такое качество льда — это опыт Николая Михайловича».
Место для телескопа выбрали быстро. Критерии были такими: обсерватория должна находиться неподалёку от железной дороги, чтобы можно было круглогодично привозить технику. Ещё было важно, чтобы береговой склон был не слишком крутым и проложенный по нему кабель не скатывался вниз. Такие условия нашлись у 106-го километра Кругобайкальской железной дороги. «Это место практически идеальное, — говорит Буднев. — Других подобных альтернатив нет. К тому же, когда мы тут начинали работать, другие пади были сильно заселены, а здесь жил один лесник. Он, конечно, давно умер, а домик его разрушился». Падью в Сибири и на Дальнем Востоке называют узкую глубокую долину в горах.
И вот в марте 1981-го Буднев с командой из шести учёных и студентов поехал в первую экспедицию. Единственная бытовка была слишком маленькой, поэтому первое время учёные ночевали в соседней деревне, на 102-м километре «Кругобайкалки». В одной половине здания был магазин, во второй, расположившись в спальниках на полу, ночевали участники первой экспедиции. «Всё там было старое, мы спали на полу, было холодно. Но я был в полном восторге. Вокруг Байкал, лёд, природа. И первые научные результаты — мы тогда с помощью очень простых приборов увидели свет от элементарных частиц в байкальской воде», — вспоминает Буднев.
Первые два года экспедиции там и ночевали, продукты привозили на машине заранее. Продавщица из соседнего магазина баба Дуся за небольшую плату готовила из них обед. Сотовой связи тогда не было. Связь с внешним миром поддерживали с помощью записок, которые отправляли в город с редкими поездами. Писали коллегам в Университет: «Изготовьте в мастерской такую-то деталь», — или: «Пришлите нам, пожалуйста, 20 болтов и 10 гаек». Потом долго ждали посылку или ответное письмо.
В 1982-м закупили ещё домиков и поставили их прямо на льду. «Тогда мы могли работать до пяти утра, — вспоминает Буднев. — Прожектора включали, мёрзли, но работали». Электричество подавали с помощью дизеля. Бывало, ночью он выключался. Тогда те, у кого в домике не было буржуйки, приходили греться к тем, у кого она была.
20 лет спустя все домики переехали на берег — это решало проблему с электричеством и снимало нагрузку с дизелистов. Теперь ряд домиков-контейнеров выстроен у самой кромки воды. Буднев в шутку называет такое расположение первой линией, как у элитных пятизвёздочных отелей. Чтобы туристы не облюбовали пляж возле телескопа, на нём поставили табличку: «Осторожно, радиация».
В один из таких домиков с узким вытянутым окном справа от двери несколько раз в году приезжает астрофизик Буднев. Живёт он в Иркутске, а здесь, у телескопа, встречает Новый год в качестве дежурного оператора и проводит одну неделю в августе. Большую часть времени он проводит тут с февраля по апрель, и не в одиночестве, а с экспедицией в 50−70 человек.
Такие экспедиции проходят только поздней зимой, когда толщина байкальского льда позволяет размещать на нем тяжёлую технику для работы с глубоководным оборудованием телескопа. Измерения в это время почти не ведутся: под лёд погружают новые кластеры, ремонтируют и обслуживают старые. А когда экспедиция заканчивается, оборудование калибруют и устанавливают до следующего года. Тогда снова начинается набор данных.
Сначала Байкальский нейтринный телескоп был исключительно российским проектом. А когда в 1988-м сюда впервые приехали два человека из ГДР, проект стал заметно расти. Учёные из Германии привезли много техники. Ральф Вишневский, один из первых немцев, участвовавших в экспедиции, организовал Будневу путешествие в Западную Германию. Буднев хорошо запомнил эту поездку: «Это, конечно, было культурным шоком. Я как будто увидел другую планету». Больше всего в Германии его поразил магазин светильников. «Раньше я видел наши убогие светильнички советских времён, которых в магазине был в лучшем случае десяток, — вспоминает он. — А там был многоэтажный магазин, где висели тысячи светильников разной формы. Это впечатлило».
В 1990-е годы, когда российское государство выделяло мало денег на проект, участие в нём Германии спасло ситуацию. Немцы оплачивали производство важнейших компонентов, привозили оборудование и продукты. «В 1990-е годы, при всей их сложности, у нас в столовой были в большей степени немецкие продукты», — говорит Буднев. Сам он в то время подрабатывал таксистом, чтобы как-то выжить. О своей тогдашней университетской зарплате учёный вспоминает так: «Эту сумму можно было переводить в фонд мира, и я бы этого не заметил, — говорит Буднев. — Сейчас стало гораздо лучше».
Нейтринный телескоп и бубен
В этом году заканчивают строительство восьмого кластера телескопа Baikal-GVD. В каждом кластере находится восемь гирлянд, на каждой гирлянде — 36 сфер с фотоумножителем. Сейчас у телескопа 2304 «глаза», которыми он выискивает нейтрино. Для завершения первой стадии проекта нужно 12 кластеров, осталось построить ещё четыре. В финале получится телескоп объёмом 1 миллиард кубометров, это 1 кубический километр. К 2030 году, если в мире не построят новые крупные телескопы, Baikal-GVD станет крупнейшим на Земле.
Сейчас Байкальский глубинный нейтринный телескоп — самая большая подобная установка в Северном полушарии. В Южном есть другая, нейтринная обсерватория IceCube, расположенная в толще арктического льда.
Тринадцатого марта этого года на льду Байкала отпраздновали официальный ввод в эксплуатацию телескопа Baikal-GVD. На встречу приехали ведущие учёные страны, губернатор области Игорь Кобзев и министр науки и высшего образования России Валерий Фальков.
У работающих на телескопе есть традиция: проезжая по льду мимо мыса Толстый, нужно побурханить. Это слово образовано от имени главного духа Байкала, Бурхана. Бурханить — значит совершать специальный обряд, подношение местным духам, чтобы их задобрить. Выглядит это так: в рюмку с напитком, чаще всего водкой, погружают безымянный палец, а потом щелчками брызгают ей по четырём сторонам света, начиная со стороны положения Солнца. Потом водку обычно выпивают.
Буднев вспоминает, как перед приездом министра с губернатором он договорился, чтобы высокие гости совершили этот ритуал. «Шла колонна из пяти хивусов (хивус — это катер на воздушной подушке — ЛБ) с начальниками, мы стояли с накрытым столом, с хорошей закуской. Все выпили, кроме губернатора».
Есть в экспедиции и другие суеверия. Например, 12 марта, за день до открытия телескопа, был день рождения Игоря Белолаптикова, руководителя экспедиции. Коллеги подарили ему шаманский бубен, «чтобы в самый ответственный момент всё прошло хорошо и дух Байкала нам помогал в строительстве и запуске установки».
К установке здесь относятся как к живому существу. Надеются, что все усилия, которые были вложены в эту работу, принесут результаты. «Хотя напрямую вам этого никто не скажет», — говорит Белолаптиков.
Сейчас здесь, на 106-м километре, работают около 50 научных сотрудников. Буднев — единственный из них, кто участвует в каждой экспедиции уже 41 год. «И сколько будет сил, я буду приезжать, — говорит он. — Я с самого начала понял, что это моё».
«Физики — от слова „работать физически“»
На закате 26 марта этого года Буднев стоит на льду Байкала рядом с большой конструкцией с лебёдкой. На нём шапка-ушанка. Дует сильный ветер. Голой рукой он направляет верёвку, которая со скрипом накручивается на катушку, тянется в прорубь — майну и поднимает крупную металлическую конструкцию, напоминающую якорь. По указаниям Буднева его помощник снимает карабин с одного места конструкции, надевает на другое и крутит руками широкий горизонтальный руль. Скрип продолжается. Через несколько минут к майне подъезжает уазик-«буханка», и карабин с верёвкой из воды цепляют к нему.
Буднев объясняет: поднимают акустический маяк. Из-за течения «глаза телескопа» могут смещаться, а это устройство позволяет восстанавливать местоположение всех сфер телескопа с нужной точностью. «Автоматизированных систем, чтобы вытащить её, нет, — говорит Буднев. — Всё у нас делают люди. Физики — от слова „работать физически“», — шутит он.
«Огоньком не угостите?» — с этими словами в домик Буднева заходит высокий мужчина с густой шевелюрой. Это тот самый помощник, Александр Пахоруков, младший научный сотрудник НИИ прикладной физики Иркутского государственного университета. Он зашёл одолжить спички. «Сначала надо выпить, потом всё остальное», — отвечает Буднев и разливает в стеклянные стопки разбавленный спирт. Саша охотно соглашается. Когда-то давно сосед по даче астрофизик Буднев рассказывал пятнадцатилетнему Саше Пахорукову о перспективах работы в науке. Теперь они работают вместе и о выборе профессии 31-летний Пахоруков не жалеет.
Интерьер байкальского жилища Буднева напоминает не то просторное поездное купе, не то охотничий домик: две кровати стоят вдоль стен, над ними висят ещё две. Между кроватями окно и вытянутый стол. Слева от входа — печка-буржуйка, её он топит редко, пользуется в основном электрическими обогревателями, которые стоят правее. Из-за печки выглядывают беговые лыжи. Раньше Буднев часто ходил на них, теперь перестал: колени болят, да и ботинки потерялись. Справа от входа стоит ещё один стол, покрытый полиэтиленовой скатертью, на нём — запасы провизии, тарелки, специи и электрическая плита, где Буднев подогревает ужин.
«Последние лет 15 я сам готовлю, у себя в будочке, — говорит Буднев, опуская вилку в разогретую только что на сковороде жареную картошку. — Пришёл спокойненько, разделся, разулся. Сто грамм налил: в столовой не наливают». Раньше он ходил есть в местную столовую, как делает большинство участников экспедиции. Они обедают и ужинают там и рассчитываются, когда экспедиция заканчивается.
Обычно Буднев просыпается в 5 утра, включает компьютер и открывает рабочую почту. К 10 утра физик садится в серенькую «буханку» и выезжает на лёд работать с установками.
Вечером возвращается, ужинает и идёт в термобокс — так здесь называют баню. Лить воду на берегу нельзя из-за природоохранных ограничений, поэтому научные сотрудники только греются в домике, а потом ныряют в прорубь во льду напротив него. Моются люди в специальном вагончике с душем в пади.
Выходных в экспедиции не существует. Точнее, календарных выходных: может случиться день, когда работать на льду просто не получится из-за погоды. Например, если ветер на Байкале сильный, около 20 метров в секунду.
У телескопа Baikal-GVD есть враг — байкальская гроза. Конструкция телескопа — это огромная масса железа. И, когда молнии бьют в воду, они собираются на эту массу. «Эта проблема до конца не решена, — признаётся Буднев. — Много чего мы пытались сделать с самого начала, 30 лет с этим боремся. Весь год мы ведём наблюдения, а потом полтора-два месяца ремонтируем то, что убила гроза. Конечно, плохо, когда что-то выходит из строя. Во-первых, теряются данные, во-вторых, приходится ремонтировать. Понятно, что вся моя жизнь посвящена созданию этих установок, и, конечно, очень печально, когда, скажем, гроза что-то сжигает».
Будневу нравится, что он работает с уникальной установкой такого масштаба. С детства он хотел заниматься крупным, значимым делом. Когда он учился в школе, он мастерил корабли. Картонных моделей ему было недостаточно, он делал корабли из железа, работал в мастерских на станках, освоил токарный и фрезерный. «В этом смысле те эксперименты, в которых я сейчас участвую, мне близки, — говорит он. — Что-то такое комнатное, мелкое, мне не интересно и скучно».
«Как можно определить вкус супа, если ты его не попробовал?»
Данные, которые обрабатывает телескоп, являются общими для всех членов коллаборации «Байкал» — 70 человек из нескольких входящих в состав коллаборации организаций. На вопрос о том, какую практическую пользу они могут принести, Буднев отвечает встречным вопросом: «А для чего люди сотни, тысячи лет глядят на звёзды и хотят понять, что происходит там, в Космосе? И может ли это повлиять на урожайность кукурузы?»
Первый аспект практического результата исследований, по его мнению, это познание законов природы. «Когда 200 лет назад учёные изучали явления, связанные с электричеством, никто не предполагал, какую роль оно будет играть в жизни человека, — говорит Буднев. — А теперь представьте себе, что вас завтра лишат электричества. Что с вами будет? Поэтому можно совершенно уверенно говорить, что через какое-то время это принесёт огромные практические результаты. Может быть, даже революционные».
Но есть, говорит Буднев, и второй, не менее важный аспект — такие фундаментальные исследования нуждаются в создании новых инструментов прорывного характера, стимулируют развитие технологий. Например, космические исследования привели к развитию технологий, которые теперь упрощают жизнь каждого человека, который использует системы GPS и следит за прогнозом погоды. «Создание таких установок развивает технологии в системах измерения и обработки огромных объёмов данных. Такие побочные полезные эффекты всегда существуют в серьёзных исследованиях. Что ещё можно сказать про практику? — шутит он. — Ну как можно определить вкус супа, если ты его не попробовал?»
Кроме науки
Сейчас профессор Буднев работает деканом физического факультета. Летом он набирает студентов, в течение учебного года читает лекции. Преподавать он любит. А в Байкальском проекте он руководит группой НИИ ПФ ИГУ.
Кроме Байкальской нейтринной обсерватории, у физика Буднева есть ещё одно детище — он руководит гамма-обсерваторией TAIGA в Тункинской долине, которая регистрирует частицы сверхвысоких энергий, приходящих из других галактик.
По результатам исследований опубликованы сотни научных статей.
На вопрос, каков учёный вне работы, его коллеги отвечают: «Честно говоря, вне работы мы его не видели. Да и сомневаемся, что кто-то видел вообще».
«Профессор Буднев — человек, который полностью растворён в работе. Его не заботит внешний вид, социальные атрибуты и статусы. Его заботит наука, — рассказывает про Буднева Михаил Меркулов, сотрудник астрономической обсерватории ИГУ. — Он пользуется самым простым телефоном, ест прямо за рабочим столом, чтоб не отвлекаться на такую ерунду, как обед. В каком-то смысле он оправдывает наши стереотипы об учёных. Но, в отличие от стереотипных учёных, он отличный рассказчик».
Меркулов работает в Иркутском Планетарии и проводит выездные экскурсии к обсерваториям. Как-то он привёз экскурсионную группу к Нейтринному телескопу. Им повезло, навстречу им вышел Буднев в шортах, растянутой майке и резиновых тапочках на босу ногу: «Миш, давай я сам расскажу людям?» — «Он обладает талантом просто и ясно объяснять, чем он и его коллеги занимаются. Я искренне жалею, что у него нет времени на чтение популярных лекций. И это объективная ситуация. Однако, он никогда не откажет рассказать об обсерватории, если его там удаётся застать».
Если спросить у самого Буднева о его увлечениях, кроме науки, он ответит: «Я человек очень скучный. Буквально живу на работе и никакими особенно гуманитарными талантами не обладаю. Единственное, что у меня есть, не связанное с наукой, это огород». С 1958 года Буднев выращивает овощи на своём участке в Ершах, отдалённом районе Иркутска. За сезон он может вырастить полтонны помидоров, а потом их раздать и часть отвезти детям на самолёте. Он берёт два места багажа, набивает овощами ручную кладь и вывозит по 100−150 килограммов гостинцев. Раньше, в советское время, он, наоборот, возил продукты в Иркутск из Москвы — сыр, колбасу, конфеты и даже сырое мясо.
Его самые близкие люди — учёные-«братаны», коллеги. Своим австрийским братом он называет учёного Майка Штурма, с которым познакомился в 1998 году на конференции в Японии. По словам Буднева, у них схожее отношение к жизни, людям и ситуации в мире — и взаимопонимание у них возникло без всяких слов. Общаются они при этом на английском языке, поскольку один не знает немецкого, а другой не понимает по-русски.
Буднев утверждает, что австрийцы — славяне, хоть и говорят по-немецки. «Австрия граничит с несколькими славянскими странами, и генетически они ближе к славянам, чем к немцам. С ними чувствуется душевная близость», — говорит Буднев. Штурм сам приезжал на Байкал, жил в тех же условиях, что и остальные, и ему здесь понравилось.
«Конечно, когда в таком возрасте человек один — это грустно», — говорит он. На вопрос, хотел бы он что-то поменять, Буднев отвечает: «Если бы всё сначала начать, многое можно было бы изменить. Но сейчас-то уже что? Как сложилось, так сложилось. Ну и могу сказать, что всё-таки с точки зрения какого-то вклада в науку я что-то сделал. Эта работа стала смыслом моей жизни».
Взлохмаченный ветром горизонт стирается на фоне байкальской бури. Хивус, подпрыгивая, поворачивает нос то вправо, то влево. Кажется, что его водитель дрифтует, а он просто пытается сохранить курс судна при ветре 12 метров в секунду. В правом окне, за снежной пеленой едва виднеются глыбы Хамар-Дабана.
Пейзаж за окном постоянно меняется, но не из-за разнообразия местности, а потому что хивус то и дело разворачивает в разные стороны. В какой-то момент мимо проносится тот самый мыс Толстый. Среди оглушающего ветра вспоминается фраза Буднева из вчерашнего разговора: «Завтра будет такая погода, как будет, потому что по пути сюда вы не побурханили».