новости космоса
1562 10
16 октября 2019 20:25:02

Российские ученые ближе к пониманию природы космических лучей сверхвысоких энергий

С помощью множества оригинальных разработок ученые надеются исследовать процессы рождения и распространения гамма-лучей очень высоких энергий и в будущем найти таинственные частицы темной материи, которые до сих пор уклонялись от физиков.

Международное научное сотрудничество в Тункинском эксперименте (TAIGA) запускает одну из крупнейших и наиболее чувствительных в мире обсерваторий гамма-излучения с высокой энергией, позволяющую астрономам впервые изучать гамма-излучение и ультрафиолетовое излучение. Высокоэнергетические космические лучи. Научная группа опубликовала статью в журнале «Ядерные приборы и методы в физических исследованиях», раздел А: ускорители, спектрометры, детекторы и соответствующее оборудование.

В обсерватории ученые из Московского государственного университета (МГУ), Национального исследовательского ядерного университета МИФИ (МИФИ), Института прикладной физики Иркутского государственного университета и других ведущих университетов России и Германии готовятся к новой серии экспериментов на двух обсерваториях ТАИГА 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 русские ночи слишком короткие).

Уникальный комплекс TAIGA, который строится в долине Тунка 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 первичные космические лучи попадают 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 детектирования 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 Рак и другие. В задачи группы МИФИ НРНУ 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 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.


(Добавил: RoboAstroNews)

комментарии
1
378 · 16-10-2019

В кошмос с этим барахлом лететь надо, а не на Байкале сидеть. Курорт нашли. Из-за атмосферных помех и поглощения - много они там этих бета частиц от гамма лучей наловят.

2
paragonn2243 · 16-10-2019

Странное название статьи. Ещё даже не построили, а уже стали ближе к пониманию.

3
Leonid3134 · 16-10-2019

37, такие энергии пока нечем регистрировать напрямую :-( К тому же событие редкое, на орбите не вот и попадёт раз в десять лет. Ранее для фиксации ливней от частиц с такой энергией использовали фотопластинки с толстым фотослоем, раскладывая их в высокогорье на больших площадях с выдержкой несколько суток и последующим проявлением. Вторичные частицы ливня оставляли след и можно было прикинуть и энергию и направление. Техника не стоит на месте, Черенковское излучение от ливня вторичных частиц не спутаешь с помехами любого рода, оно одномоментно, да плюс компьютер для расчётов, всё как на ладони :-))

4
dr_ovosek0 · 17-10-2019

Концовка статьи (Массив черенковских телескопов) про этот проект в Википелдии впечатляет достигнутыми техническими возможностями: "Для того, чтобы успеть зафиксировать короткую вспышку черенковского излучения, детектор [должен] быть [будет?] способен получать изображения со скоростью порядка миллиарда кадров в секунду. При этом его чувствительность позволяет фиксировать даже единичные фотоны". 8-О (шары на лоб лезут и челюсть отпадает)

5
Leonid3134 · 17-10-2019

dr_ovosek, глаз человека, да и многих обитателей Земли, тоже способен зафиксировать отдельный фотон видимой части спектра.
Вспоминаем опыты Резерфорда по рассеиванию альфа-частиц на золотой фольге -- чтобы считать вспышки, он заставлял бедных ассистентов привыкать к полной темноте перед началом опытов :-))

6
elena137 · 17-10-2019

Российская наука "поднимает голову".

7
graviton21 · 17-10-2019

"Поднимает голову" утопическая философия - ничего конкретного, одна демагогия.

8
Leonid3134 · 17-10-2019

"..ничего конкретного, одна демагогия.." (с)graviton
"Да уж!" (с)Воробьянинов Киса

9
dr_ovosek0 · 18-10-2019

Leonid3, эту байку в любимой книжке Д. Данина я читал., Увы, она не вполне соответствует действительности. Далее привожу цитату из публикации 2015 года:
В течение нескольких десятилетий ученые пытались выяснить минимальное число фотонов, на которые способен реагировать глаз человека и только недавно исследователям из университета Иллинойса удалось выяснить, что самым нижним пределом чувствительности глаза являются всего три фотона, да и то далеко не произвольной длины волны...
Эксперименты, в которых использовались отдельные клетки-фоторецепторы, находящиеся в чашке Петри, демонстрировали их реакцию даже на единичные фотоны света, но реакция клетки на один фотон слишком слаба для того, чтобы этот сигнал мог распространиться до самого мозга человека...
Во время проведения экспериментов добровольцы были помещены в изолированную абсолютно темную комнату, где в их глаза было излучено ровно по 30 фотонов. Известно, что фоторецепторов сетчатки глаз успешно достигают лишь 10 процентов, поэтому добровольцы получили в свои глаза строго по три фотона. При излучении 30 фотонов в глаза добровольцев правильные ответы были даны ими в большинстве случаев, а при снижении этого количества до 20 правильные ответы стали очень и очень редкими, что позволило ученым считать, что минимальный порог чувствительности глаз равен именно трем фотонам.
В будущем исследователи собираются провести более экзотические эксперименты с участием добровольцев, в которых уже будет учитываться не осознанная реакция этих людей, а будет производиться съемка картины мозговой деятельности, что может дать более точные результаты. Кроме этого в будущих экспериментах ученые планируют использовать странное квантовое свойство фотонов света, которое позволяет одному и тому же фотону находиться одновременно в двух разных местах, и выяснить, способен ли человеческий глаз видеть "раздвоенные" фотоны и как головной мозг интерпретирует такую информацию.

10
dr_ovosek0 · 18-10-2019

Фантастичность чувствительности детекторных станций TAIGA-HiSCORE в том, что они-то как раз будут отлавливать единичные специфические фотоны черенковского излучения на фоне света звезд на высотах порядка нескольких километров. Кстати, не являются ли так называемые джеты, спрайты и эльфы в высотных областях атмосферы Земли следствием не только собственного атмосферного электричества, но и взаимодействия воздуха с космическими лучами? Было бы любопытно сопоставить наблюдения за космическими ливнями с земли с наблюдениями за плазменными вспышками в верхних слоях атмосферы из космоса.

написать комментарий наверх
Для добавления комментария необходимо зарегистрироваться, а затем войти на сайт используя свой логин и пароль.

Если Вы уже зарегистрировались, но забыли пароль - воспользуйтесь нашим разделом восстановления пароля.

© 2002-2020. Все права защищены. AstroNews.ru | Перепечатка любых материалов сайта без разрешения редакции запрещена!