Forskere tættere på at forstå naturen af ​​ultrahøjenergi kosmiske stråler

Ved hjælp af et væld af originale udviklinger, videnskabsmænd håber at kunne forske i processerne for fødsel og udbredelse af meget højenergiske gammastråler, og i fremtiden, at finde mystiske partikler af mørkt stof, der hidtil har unddraget fysikere.

Tunka Advanced Instrument for Cosmic Ray Physics and Gamma Astronomy (TAIGA), et internationalt videnskabeligt samarbejde, lancerer et af verdens største og mest følsomme højenergi-gammastråleobservatorier, giver astronomer mulighed for for første gang at studere gammastråling og kosmiske stråler med ultrahøj energi. Videnskabsholdet har publiceret en artikel i tidsskriftet Nukleare instrumenter og metoder i fysikforskning Sektion A:Acceleratorer, Spektrometre, Detektorer og tilhørende udstyr .

Ved observatoriet, forskere fra Moscow State University (MSU), National Research Nuclear University MEPhI (MEPhI), Irkutsk State University Applied Physics Institute og andre førende universiteter i Rusland og Tyskland forbereder sig på nye serier af eksperimenter ved to TAIGA-observatoriefaciliteter ved hjælp af en række distribuerede detektorstationer TAIGA-HiSCORE og nye teleskoper TAIGA –IACT, hvilket vil give dem mulighed for at optage "billedet" af Cherenkov-stråling fra en kaskade af ioniserede partikler produceret som et resultat af interaktionen af ​​en højenergi-gamma-kvanta med de atmosfæriske atomer. Da målingerne på observatoriets hoveddetektorer udføres på måneløse nætter, forsøg udføres i efteråret, vinter og forår (om sommeren, Russiske nætter er for korte).

Det unikke TAIGA-kompleks, bliver bygget i Tunka-dalen 50 km fra den sydlige spids af Bajkalsøen, bruger en ny hybrid array-teknologi til at detektere omfattende luftbruser (EAS) genereret af gammakvanter. Ud over Cherenkov-stråling, den kan detektere alle de vigtigste EAS-komponenter, der produceres i atmosfæren, når en primær kosmisk stråle trænger ind i atmosfæren.

"I dag, komplekset er på implementeringsstadiet, antallet af detektorer af forskellige anlæg og området for deres registrering er stigende. Metoder til optagelse, bearbejdning og analyse af begivenheder er under udvikling, og deres nøjagtighed forbedres til det planlagte niveau. Dette er en uundgåelig fase for ethvert eksperimentelt kompleks i stor skala, " sagde Igor Yashin, en professor ved MEPhI Institute of Nuclear Physics and Engineering.

Ifølge videnskabsmanden, på kort sigt, samlingen af ​​det tredje Cherenkov-teleskop vil begynde, og ingeniører vil bringe antallet af detektorstationer i TAIGA-HiSCORE-arrayet til 120 stykker på et område på en kvadratkilometer. Om vinteren, gammastrålingsfluxmålinger fra kendte gammakilder - såsom en pulsar i kræftkonstellationen og andre - vil blive udført. NRNU MEPhI-gruppens opgaver omfatter test af fotomultiplikatorer og tilhørende elektronik til installation af TAIGA-HiSCORE, udvikling og sikring af funktionaliteten af ​​Cherenkov-teleskopkameraets elektronik, tjeneste ved TAIGA-observatoriet, etc.

Oprindelsen af ​​kosmiske stråler (højenergiprotoner og atomkerner) er et af den moderne videnskabs vigtigste mysterier. Efter at have løst det, menneskeheden kan komme tættere på at skabe nye kilder til superhøj energi. For eksempel, rumbaserede partikelacceleratorer kunne give milliarder af gange mere accelerationsenergi end den kraftigste partikelaccelerator på Jorden, den store Hadron Collider.