Ученые Новосибирского государственного университета (НГУ) и Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали технологию, благодаря которой можно создать уникальные детекторы гамма-квантов с энергией от 100 ТэВ и выше.
Фото: НГУ и Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН
«Вселенная — большой космический ускоритель, который производит частицы с гораздо большей энергией, чем самый известный в мире коллайдер LHC»,— говорит сотрудник ИЯФ СО РАН, заведующий лабораторией НГУ Евгений Кравченко. Максимальная энергия сталкивающихся протонов на Большом адронном коллайдере — 7 ТэВ, а энергия гамма-квантов, прилетающих на Землю из космоса, может превышать 100 ТэВ.
Эта область спектра космического излучения исследована слабо, приборов для прямого их наблюдения не существует. Лучи изучают косвенными методами, например, регистрируя каскады частиц в земной атмосфере, которые возникают при бомбардировке атмосферы космическим излучением высоких энергий.
Источники гамма-квантов ультравысоких энергий пока точно не известны, астрофизики называют их Pevatrons. Для этого термина пока нет даже устоявшейся русской транслитерации. Предполагается, что такое гамма-излучение возникает при взрывах сверхновых, а источником их служит Крабовидная туманность — как раз остаток сверхновой. Впрочем, эти гипотезы можно будет проверить, когда сибирские датчики гамма-излучения высоких энергий будут размещены на территории гамма-обсерватории TAIGA. Это аббревиатура полного названия обсерватории — Tunka Advanced Instrument for cosmic ray and Gamma Astronomy (по-русски Тункинский инструментальный комплекс по наблюдению за космическим излучением и гамма-астрономии) и к тайге имеет весьма опосредованное отношение.
Уникальный астрофизический проект на территории России, в который вкладывают серьезные деньги европейские научные центры и университеты, строится близ бурятского поселка Тунка, где преобладает лесостепь, а не тайга. Здесь в урочище Бадары уже работают две обсерватории: с 1984 года солнечная (радиоастрофизическая) и с 2005 года радиоастрономическая. А с 2009 года строится гамма-обсерватория TAIGA — комплекс из пяти самостоятельных установок с собственными системами управления и электропитания, но которых проводят совместные измерения.
Существует аналогичный проект CTA (Cherenkov Telescope Array), в котором участвует консорциум научных институтов из 32 стран и который строит две гамма-обсерватории — на Канарах и в Чили. «Конечно, это своеобразное научное соперничество,— говорит Евгений Кравченко.— Пока у нас существенное преимущество: CTA находится на стадии проекта, а первая очередь обсерватории TAIGA уже работает, здесь реализуется научная программа. Планируемая эффективность обсерваторий примерно одинаковая, но наш подход существенно дешевле. В течение двух лет мы надеемся увидеть сигналы от Крабовидной туманности, это позволит впервые наблюдать события в новой области энергии».
Сергей Петухов