ზუსტ და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების მიმართულებით არსებობს რამდენიმე გლობალური მასშტაბის სამეცნიერო კვლევითი პროექტი, რომლის განსახორციელებლადაც კაცობრიობა მილიარდობით ევროსა და დოლარს ხარჯავს, აყალიბებს საერთაშორისო კოლაბორაციების ქსელს, რის ფარგლებშიც მეცნიერები ერთობლივად ცდილობენ სამყაროს შესახებ მეტი ინფორმაციის გაგებას. მაგალითად,  CERN-ში მიმდინარე ATLAS ექსპერიმენტში, რომელშიც თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტი მონაწილეობს, აღმოაჩინეს ჰიგსის ბოზონი, რომელსაც ნაწილაკების ფიზიკაში უდიდესი დატვირთვა აქვს და ამ მიმართულებით კვლევები გრძელდება. ნაწილაკების ფიზიკაში ანალოგიური მნიშვნელობა აქვს ნეიტრინოების შესწავლას, რა მიზნითაც ხმელთაშუა ზღვის ფსკერზე ორი დეტექტორის მშენებლობა მიმდინარეობს. ექსპერიმენტში KM3NeT, რომლის მიზანია ნეიტრინოების კვლევა და მათი საშუალებით ჩვენი სამყაროს შესასწავლად ახალი ფანჯრის გახსნა, 15 ქვეყნის რამდენიმე ათეული უნივერსიტეტი და სამეცნიერო კვლევითი ინსტიტუტია ჩართული, მათ შორის, საქართველოდან თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის მაღალი ენერგიების ფიზიკის ინსტიტუტი. პროექტს კოორდინაციას ასოცირებული პროფესორი რევაზ შანიძე უწევს.

თსუ KM3NeT-ის ასოცირებული წევრი 2017 წელს გახდა, 2018 წლიდან კი კოლაბორაციის სრულუფლებიანი წევრია. წყალქვეშა დეტექტორი ორი ნაწილისგან შედგება  – KM3NeT-ARCA და KM3NeT-ORCA, რომლებიც იტალიისა და საფრანგეთის სანაპიროებთან ხმელთაშუა ზღვის ფსკერზეა განთავსებული. წყალქვეშა KM3NeTნეიტრინოს ტელესკოპის მშენებლობის დასასრულებლად 115 დეტექტორის ხაზია საჭირო, ამ დროისთვის ზღვის ფსკერზე მხოლოდ 50-ია განლაგებული. მონაცემების მიღება-კვლევა ამ ხაზებიდან ბოლო რამდენიმე წელია დაიწყო. KM3NeT-ში მონაწილეობიდან მიღებული სარგებელი ეტაპობრივად ისახება თბილისის სახელმწიფო უნივერსიტეტის როგორც სასწავლო-კვლევით, ისე ახალი აკადემიური კადრების მომზადების პროცესზეც.

„ნეიტრინო უცნაური ნაწილაკია, ისეთი თვისებების მატარებელია, რომელთა  ბოლომდე ახსნა სტანდარტული მოდელის ფარგლებში შეუძლებელია. სწორედ ამ მოვლენის ასახსნელად შენდება ხმელთაშუა ზღვის ფსკერზე წყალქვეშა დეტექტორი.  უკვე თამამად შეიძლება იმის თქმა, რომ ნეიტრინოს დეტექტორი გვაწვდის ისეთ უნიკალურ მონაცემებს, რამაც მანამდე არსებულ მოლოდინს გადააჭარბა. ვფიქრობ, როდესაც სრულად ჩაეშვება 115 დეტექტორის ხაზი, იგი შეძლებს ისეთი მასშტაბური პროექტების სიას შეუერთდეს, როგორიც, მაგალითად, ATLAS-ის ექსპერიმენტია.

KM3NeT-ORCA დეტექტორის ძირითად დანიშნულებას ნეიტრინოების ოსცილაციების შესწავლა წარმოადგენს.  KM3NeT-ARCA კი ასტრონაწილაკების ფიზიკის, კერძოდ, ნეიტრინული ასტროფიზიკის კვლევითი პროექტია. ჩვენ, ძირითადად, ოსცილაციების მიმართულებით ვმუშაობთ, ამ სფეროში პირველი სადოქტორო დისერტაცია ჩემი ხელმძღვანელობით უკვე დაიცვა გოგიტა პაპალაშვილმა, რომელიც პოსტსადოქტორო კვლევას ამავე პროექტის ფარგლებში იტალიაში, ბარის უნივერსიტეტში აგრძელებს. მომდევნო დისერტაციას ამავე მიმართულებით ჩვენი დოქტორანტი გიორგი ქისტაური ამზადებს. ასევე, გვინდა მიონების ზღვის ფსკერზე დაშლის შესწავლა, რაც აქამდე არ მომხდარა და იმედი გვაქვს, რომ კვლევები კარგ შედეგებს მოგვცემს.  მნიშვნელოვანია, რომ KM3NeT-ის პროექტში კვლევების გაგრძელების სურვილი კიდევ ორმა დოქტორანტმა გამოთქვა.

ჩვენი სურვილია, აქტიურად ჩავერთოთ KM3NeT-ARCA ტელესკოპიდან მიღებული ასტრონაწილაკების კვლევის პროცესშიც. აბასთუმნის ობსერვატორიაში ძალიან კარგი ასტრონომები გვყავს. ვფიქრობ, მათთან კოლაბორაცია შესაძლებელი იქნება“, – განმარტავს რევაზ შანიძე.

KM3NeT-ში ჩართულ  დოქტორანტებს საშუალება ეძლევათ ახალგაზრდა მეცნიერთა საერთაშორისო  ფორუმებსა თუ საზაფხულო სკოლებში ჩაერთონ,  ნახონ და პირადადაც მიიღონ მონაწილეობა KM3NeT-ის დეტექტორის აწყობა-ზღვის ფსკერზე ჩაშვების პროცესში. გარდა კვლევითი პროცესისა, რისი შედეგებიც ქართველ მეცნიერებს წელიწადში ორჯერ  KM3NeT-ის საერთაშორისო კონფერენციებზე გააქვთ, კოლაბორაციაში მონაწილეობა აისახება სასწავლო პროცესზეც – შოთა რუსთაველის საქართველოს ეროვნული სამეცნიერო ფონდის ფინანსური მხარდაჭერით, მაღალი ენერგიების ფიზიკის ინსტიტუტში შეიქმნა KM3NeT-ის ტელესკოპიდან მიღებულ მონაცემთა დამუშავების ცენტრი, რომლის აწყობაში მთავარი როლი გოგიტა პაპალაშვილმა ითამაშა.  ეს ცენტრი მაგისტრატურის და დოქტორანტურის სტუდენტებს ნაწილაკების ფიზიკაში უახლესი მონაცემების შესწავლა-გადამუშავების საშუალებას აძლევს. ამ თემაზე უკვე რამდენიმე საბაკალავრო  და სამაგისტრო ნაშრომია მომზადებული.

პროფესორი რევაზ შანიძე ნეიტრინოს კვლევის პროცესში KM3NeT-ის კოლაბორაციის ფარგლებში ჯერ კიდევ გერმანიის ერლანგენ-ნიურბერგის  უნივერსიტეტში ყოფნის პერიოდში ჩაერთო. ასევე მონაწილეობდა KM3NeT-ის წინამორბედ ANTARES ექსპერიმენტში, რომელიც ოფიციალურად მიმდინარე წლის სექტემბერში დასრულდა.

„KM3NeT-ის ექსპერიმენტში ჩვენი ჩართულობისა და პერსპექტივების შესახებ, ნაწილაკების ფიზიკაში მიმდინარე კვლევების თვალსაზრისით, თამამად შემიძლია გითხრათ – ბოლო წლებში განხორციელებული კვლევებით დავადასტურეთ, რომ კოლაბორაციის ერთ-ერთი წარმატებული წევრები ვართ. უკვე დავაგროვეთ გარკვეული გამოცდილება, რაც საშუალებას მოგვცემს ჩავერთოთ მეტი სირთულის ამოცანების გადაწყვეტის პროცესში“, – განმარტავს რევაზ შანიძე.

KM3NeT-ის ექსპერიმენტი მულტიდისციპლინურია. ხმელთაშუა ზღვის ფსკერზე არსებული წყალქვეშა სამეცნიერო ინფრასტრუქტურა აქტიურად გამოიყენება დედამიწისა და ზღვის შემსწავლელი მეცნიერებების მიმართულებითაც. მკვლევრები სწავლობენ სეისმოაქტივობებს, ზღვაში მიმდინარე ბიოლოგიურ პროცესებს და ა.შ.

ხმელთაშუა ზღვაში ნეიტრინოს შემსწავლელი წყალქვეშა ტელესკოპის მშენებლობის დასრულება 2027 წელს იგეგმება და მას  დასრულებიდან კიდევ 10 წელი შეეძლება მუშაობა.