Космические лучи высокой энергии будут изучать у Байкала

В России в рамках совместного русско-немецко-итальянского проекта будет осуществлено строительство обсерватории Tunka HiSCORE в районе озера Байкал.

Это совместный международный проект для изучения высокой энергии, излучаемой очень удаленными источниками в космическом пространстве. Будут рассматриваться все компоненты излучения, которые имеют именно космическое происхождение, как доказал Виктор Гесс 100 лет назад. В большинстве своем космические лучи высокой энергии состоят из заряженных частиц - в первую очередь протонов и тяжелых ядер, а также гамма-лучей. Они существенно различаются: заряженные ядра сильно отклоняются магнитными силовыми линиями, а гамма-лучи являются нейтральными.

Название обсерватории происходит от прибайкальской долины, где в 2009 году состоялся запуск крупнейшей в мире установки Тунка-133 для исследования космических лучей сверхвысоких энергий (UHECR). Она состоит из 133 оптических детекторов и используется, чтобы улавливать так называемое черенковское излучение. Вообще космическое излучение может быть крайне вредным для человека, но, к счастью, космические лучи не могут проникнуть сквозь земную атмосферу. Тем не менее, они взаимодействуют с атмосферными частицами и вызывают рождение вторичных частиц, которые, в свою очередь, сами взаимодействуют с атмосферой. В конечном итоге это приводит к так называемым широким атмосферным ливням (ШАЛ) частиц и сопровождается вспышками света, которые называются излучением Черенкова. Его можно наблюдать с помощью оптических телескопов.

Исключительная прозрачность воздуха в Тункинской долине позволяет фиксировать даже слабые вспышки света – это и явилось главным критерием выбора места для реализации проекта в этом отдаленном районе России. В итоге Российская академия наук приняла решение расширить объект "Тунка-133" и привлечь иностранных ученых. Tunka HiSCORE был изначально задуман как международный проект, направленный на конкретные исследования очень гамма-лучей высоких энергий (свыше 10 тераэлектронвольт) и космических лучей от 100 тераэлектронвольт до 1 эксаэлектронвольт. Ученые хотят найти ключ к разгадке механизмов ускорения частиц таких энергий, каких нельзя достичь в Большом адронном коллайдере.

Проект предусматривает установку специально разработанных детекторов на площади около 100 квадратных километров. Работы будут вестись поэтапно. Планируется, что в 2013-2014 годах площадь объекта составит около одного квадратного километра, а к 2016 году - более 10 квадратных километров, другими словами, чем больше площадь, тем лучше данные.

Стоимость проекта оценивается в сумму не менее 1,5 млрд рублей. Проект поддерживается Российским фондом фундаментальных исследований и германским Общества Гельмгольца.

Участниками проекта стали: Институт ядерных исследований РАН, Научно-исследовательский институт ядерной физики (Московский Государственный Университет), Институт прикладной физики (Иркутский государственный университет), из России, Гамбургский университет, немецкий физический центр ДЕЗИ (DESY).