С помощью множества оригинальных разработок ученые надеются исследовать процессы зарождения и распространения космических лучей сверхвысоких энергий и в будущем найти таинственные частицы темной материи, которые до сих пор не были обнаружены.
Тункинский передовой комплекс для изучения космических лучей и гамма-астрономии (другое название — TAIGA, Tunka Advanced Instrument for cosmic rays and Gamma Astronomy) запускает одну из крупнейших и наиболее чувствительных в мире обсерваторий гамма-излучения с высокой энергией, позволяющую астрономам впервые изучать гамма-излучение и высокоэнергетические космические лучи.
В обсерватории ученые из Московского государственного университета (МГУ), Национального исследовательского ядерного университета (МИФИ), Института прикладной физики Иркутского государственного университета и других ведущих университетов России и Германии готовятся к новой серии экспериментов в двух обсерваториях TAIGA с использованием массива распределенных детекторных станций TAIGA-HiSCORE и новых телескопов TAIGA –IACT, которые позволят им регистрировать «изображение» черенковского излучения от каскада ионизированных частиц, образующегося в результате взаимодействия высокоэнергетических гамма-квантов с атмосферными атомами. Поскольку измерения на основных детекторах обсерватории проводятся в безлунные ночи, эксперименты проводятся осенью, зимой и весной (летом ночи слишком короткие).
Уникальный комплекс TAIGA, который строится в Тункинской долине в 50 км от южной оконечности озера Байкал, использует новую технологию гибридного массива для обнаружения обширных атмосферных ливней (EAS), генерируемых гамма-квантами. Помимо черенковского излучения, он может обнаружить все основные компоненты EAS, образующиеся в атмосфере, когда первичный космический луч попадает в атмосферу.
«Сегодня комплекс находится на стадии развертывания, число детекторов различных объектов и область их регистрации увеличивается. Разрабатываются методы записи, обработки и анализа событий, а их точность повышается до запланированного уровня. Это неизбежный этап для любого масштабного экспериментального комплекса», - сказал Игорь Яшин, профессор Института ядерной физики и техники МИФИ.
По словам ученого, в ближайшее время начнется сборка третьего черенковского телескопа, и инженеры доведут количество станций массива TAIGA-HiSCORE до 120 штук на площади в один квадратный километр. Зимой будут проводиться измерения потока гамма-излучения от известных источников гамма-излучения, таких как пульсар в созвездии Рака и другие. В задачи группы МИФИ входит тестирование фотоумножителей и соответствующей электроники для установки TAIGA-HiSCORE, разработка и обеспечение работоспособности электроники камеры черенковских телескопов, дежурство в обсерватории TAIGA и т.д.
Происхождение космических лучей (высокоэнергетических протонов и атомных ядер) является одной из важнейших загадок современной науки. Решив его, человечество может приблизиться к созданию новых источников сверхвысокой энергии. Например, космические ускорители частиц могут обеспечить энергию ускорения в миллиарды раз больше, чем самый мощный ускоритель частиц на Земле - Большой Адронный Коллайдер.
Источник: https://phys.org/news/2019-10-scientists-closer-nature-ultrahigh-energy-cosmic.html