Еще в 2012 году международная команда ученых создала крупнейшую в мире широкоугольную установку для исследования заряженных частиц из космоса. Ее разместили в Тункинской долине в Бурятии, в 50 километрах от озера Байкал. На сегодня установка включает три атмосферных черенковских телескопа, в 2023 года запустят четвертый, а в 2024-м — пятый. Существующие установки уже успешно регистрируют каскады частиц от гамма-квантов. Об этом сообщила пресс-служба Иркутского государственного университета со ссылкой на доктора физико-математических наук Николая Буднева. Он отметил, что проект поможет изучить природные механизмы ускорения частиц до сверхвысоких энергий и найти их источники.
Космические лучи вообще открыты сравнительно недавно — 111 лет назад. Это космическое «излучение» в основном состоит из ядер атомов с огромной энергией. На подходе к Земле они взаимодействуют в верхних слоях атмосферы, при этом рождаются каскады гигантских частиц. Космическое излучение включает в себя ядра с энергией вплоть до 100 миллионов ТэВ — тераэлектронвольт. Для сравнения, протоны в Большом адронном коллайдере разгоняются максимально до энергии 7 ТэВ. До сих пор научная общественность не знает источник этих ядер, и как они так ускоряются.
Мешает понять это пока то, что под действием магнитных полей заряженные частицы забывают свое направление. Поэтому единственный способ изучения источника — регистрация нейтрино и гамма-квантов, которые в нем рождаются. Из-за того, что первые сложнее и дольше регистрировать, наибольшие успехи в изучении процессов с катастрофическим выделением энергии достигнуты при исследовании потоков гамма-квантов. Они не доходят до поверхности нашей планеты, но зато, как ядра высоких энергий, порождают каскады вторичных частиц с меньшей энергией — они и долетают до Земли. Гамма-кванты как раз возможно изучать с помощью широкоугольных детекторов и черенковских телескопов. И те, и другее работают в Тункинской долине. И проект продолжают развивать.
По данным широкоугольных детекторов исследователи восстанавливают направление и энергии космических частиц, а по данным телескопов — выделяют каскады, порожденные гамма-квантами. Например, если зафиксировано первичное ядро, то изображение в камере телескопа получается в виде кляксы, а если гамма-квант — вытянутым и аккуратным.
На сегодняшний день комплекс TAIGA имеет эффективную площадь около 1 км2 и самую высокую в мире среди черенковских установок чувствительность для регистрации гамма-квантов с энергией выше 100 ТэВ.
В 2023 году начнет работать четвертый телескоп, в 2024 году — пятый. Идет развертывание мюонных детекторов установки TAIGA-Muon, расположенных под землей. Количество и типы новых детекторов будет увеличиваться и дальше».
В будущем ученые планируют построить установку с детекторами на площади 10 квадратных километров. По словам Буднева, комплекс TAIGA-10 позволит России стать ведущей державой в исследовании вселенной высоких энергий.
«Иркутск Сегодня»