Надпись: Байкал. Предоставлено: SeaWiFS Project НАСА / Центр космических полетов Годдарда и ORBIMAGE
Только что началось строительство в Тункинской долине у озера Байкал, Сибирь, Россия, обсерватории, которая после завершения будет состоять из массива до 1000 детекторов, охватывающих 100 квадратных километров. Его размер позволит ученым исследовать космические лучи - космическое излучение, испускаемое гамма-лучами и более тяжелыми ядрами, - которые ускоряются до энергий, превышающих те, которые достигаются в Большом адронном коллайдере. С новой обсерваторией, названной HiSCORE (Космический исследователь ORIGIN на сто квадратных километров), ученые надеются разгадать тайну происхождения космических лучей и, возможно, исследовать темную материю.
Сто лет назад австрийско-американский физик Виктор Гесс впервые обнаружил, что излучение проникает в атмосферу Земли из космоса. Проблема состояла в том, чтобы отследить их происхождение, поскольку космические лучи состоят из заряженных частиц и поэтому отклоняются в межзвездных и межгалактических магнитных полях. Использование простых, недорогих детекторных станций, расположенных на расстоянии нескольких сотен метров, позволяет проводить измерения на огромной площади, что позволяет ученым исследовать космические лучи в диапазоне энергий от 100 ТэВ до, по крайней мере, 1 ЭэВ.
Черенковский детектор перед звездным небом. Изображение: Tunka Collaboration
Космические лучи не могут проникнуть в нашу атмосферу, но каждый детектор может наблюдать излучение, создаваемое, когда космические лучи попадают в верхние слои атмосферы Земли, вызывая поток вторичных частиц, которые перемещаются быстрее, чем скорость света в воздухе, создавая в процессе черенковское излучение. Этот свет слабый, но его можно обнаружить на поверхности земли с помощью чувствительных инструментов, таких как фотоумножители HiSCORE.
Черенковское излучение может быть использовано для определения источника и интенсивности космических лучей, а также для исследования свойств высокоэнергетических астрономических объектов, которые испускают гамма-лучи, такие как остатки сверхновых и блазары. Широкое поле зрения также позволяет HiSCORE контролировать расширенные структуры, излучающие гамма-излучение, такие как облака молекулярного газа, плотные области или крупномасштабные структуры, такие как области звездообразования или плоскость галактики.
HiSCORE также можно использовать для проверки теорий о Dark Matter. Ожидается сильное поглощение около 100 ТэВ. Экспертиза может дать информацию о поглощении гамма-лучей в межзвездных фотонных полях и CMB. Если поглощение меньше ожидаемого, это может указывать на наличие скрытых фотонов или аксионов. Кроме того, распад тяжелых суперсимметричных частиц может быть обнаружен HiSCORE. Данные будут улучшаться по мере роста объекта с годами. К 2013-14 году площадь составит около одного квадратного километра, а к 2016 году - более 10 квадратных километров.
HiSCORE - это совместный проект между Институтом ядерных исследований Российской академии наук в Москве, Иркутским государственным университетом в Сибири и Московским государственным университетом им. М. В. Ломоносова, а также DESY, Гамбургским университетом и Технологическим институтом Карлсруэ в Германии. HiSCORE также надеется на сотрудничество с обсерваторией Пьера Оже в Аргентине.
Узнайте больше о HiSCORE на веб-сайте проекта
