Метод детектирования нейтрино в глубинах природных водных резервуаров впервые предложил в 1960 году академик М. А. Марков. Этот метод основан на регистрации излучения, возникающего при взаимодействии нейтрино с веществом прозрачных природных сред, — черенковского излучения от вторичных мюонов и высокоэнергетичных ливней.
Большой инструментальный объём установки в сочетании с высоким угловым и энергетическим разрешением, низкий уровень фонового света в пресной воде Байкала — всё это позволяет эффективно изучать как диффузные потоки нейтрино, так и нейтрино от отдельных астрофизических источников — постоянных или транзиентных. Высокое угловое разрешение для трековых и каскадных событий (~0,25° для мюонов и ~2° для каскадов) обеспечивает точное определение точечных ускорителей космических лучей.
Многоканальная астрономия объединяет данные о космических лучах, нейтрино, фотонах всех длин волн и гравитационных волнах. Такой подход обеспечивает целостное представление о физических процессах, управляющих нетепловой Вселенной, и связывает результаты проекта Baikal-GVD с данными традиционной астрономии, а также наблюдениями в рентгеновском и гамма-диапазоне. Корреляция высокоэнергетических космических нейтрино с гамма-излучением, совпадающим в пространстве или времени (или с космическими лучами сверхвысоких энергий, совпадающими в пространстве), может дать статистически более значимые результаты.
Система оповещения Baikal-GVD быстро реконструирует события в режиме реального времени и, при выполнении заданных условий, отправляет сообщения научному сообществу по всему миру. Так Baikal-GVD вносит свой вклад в исследования в области многоканальной астрономии.
Наиболее вероятные галактические источники — остатки сверхновых, пульсары, области вблизи чёрной дыры Sgr A* в центре нашей Галактики, двойные системы с чёрными дырами или нейтронными звёздами и скопления молекулярных облаков.
К внегалактическим источникам относятся активные ядра галактик, гамма-всплески, галактики со вспышкой звездообразования и скопления галактик.
Ученые изучают нейтрино, чтобы понять ранние этапы эволюции Вселенной, что такое темная материя и темная энергия, как формировались химические элементы, эволюционировали звезды, каковы внутреннее строение и состав Солнца и Земли, а также какие у нейтрино фундаментальные свойства.
