Десять тысяч космических лучей каждую минуту приходят на квадратный метр поверхности Земли. Они состоят из множества частиц, в том числе из тех, которые имеют большие энергии. Так, энергия может быть в миллионы раз выше, чем, например, в большом адронном коллайдере. С этим связана научная загадка, над которой уже долгие годы ломают голову ученые. «Невод» поможет ее разгадать. Как именно? Расскажем далее.
Черенковский водный детектор
Ученые МИФИ на экспериментальном комплексе «Невод» ловят (что и следует из названия) и регистрируют все частицы, которые доходят до поверхности планеты.
«Сердце» всего комплекса — Черенковский водный детектор (ЧВД). Его задача — регистрация излучения, изучению и объяснению которого посвятили свою жизнь физики Павел Черенков, Илья Франк и Игорь Тамм. В 1958-м году ученые получили Нобелевскую премию. Суть открытия заключается в том, что при прохождении заряженных частиц через воду возникает черенковское излучение. Оно позволяет определять энерговыделение этих частиц.
Отечественный детектор уникален, так как охватывает широкий диапазон энергий: от самых малых в 1-2 гигаэлектронвольта до самых высоких — 10 в 10-й степени гигаэлектронвольта.
Основой детектора является колоссальный бассейн объемом 2000 куб. м и глубиной 9 метров. Чтобы набрать столько воды, потребовалось бы на протяжении нескольких месяцев держать включенными 2 крана в квартире.
На поверхности бассейна расположены сотни проводов, а под водой — «гирлянды» из квазисферических модулей. Требования к эксплуатации строгие: никаких лишних примесей и тщательная фильтрация. Сверхчувствительное оборудование может работать в темноте, свет включается только при техобслуживании.
Мюонная загадка
Детектор начал функционировать в 90-х, и через несколько лет ученые сформулировали понятие мюонной загадки. Для начала краткое описание.
Когда космические лучи приходят в атмосферу, рождаются вторичные частицы. После их распада остается поток мюонов, масса которых в 200 раз выше, чем у электронов. Было выявлено, что чем выше энергия, тем больше становится мюонов, куда больше, чем мы можем себе представить. Избыток наблюдался и ранее, но только на отечественной установке получилось измерить 4 порядка по энергии. Так, был зафиксирован непрерывный рост, который доходит до границы текущих знаний и идет даже выше.
Сначала никто в это не поверил. Но спустя 3 года мюонную загадку подтвердили сотрудники аргентинской установки, самой большой в мире (3000 кв. км). Однако решить мюонную загадку может только Россия. Всё благодаря особой технологии регистрации частиц. Большинство подобных конструкций могут регистрировать те, что прилетают сверху, а отечественная — сбоку. Это открывает больше возможностей для изучения. Так, компактный «Невод» функционально превосходит зарубежные аналоги.
Амбициозный отечественный проект SFERA совершает прорыв в IT. Продукт компании — многофункциональное мобильное приложение. Подробнее о нем читайте по ссылке. Скачивайте SFERA и тестируйте новую цифровую экосистему. Благодарим за поддержку!
«Невод» для решения мюонной загадки
«Невод» занимает площадь 10 тыс. кв м. и располагается на 4 этажах. Основная внутренняя часть включает сам ЧВД, который определяет энергетические характеристики. По периметру расположено оборудование, фиксирующее количество частиц. На крыше находится установка «Ураган», она распознает грозовые аномалии. Там можно заметить «домики» — детекторы заряженных частиц широких атмосферных ливней, и «ракеты» — детекторы тепловых нейтронов.
«Невод» изучает всё, что происходит на Солнце и воздействие от этого: направление намагниченной плазмы, влияние этих процессов на Землю, магнитные бури и т. д. Такие исследования важны для работы космических аппаратов на орбите.
В ближайшие 3 года «Невод» планируют подготовить к решению мюонной загадки. Для этого потребуется повысить точность количественного измерения и измерения энерговыделения. Будет построен новый детектор «Трек» с улучшенными характеристиками и увеличенный по площади, существующий ЧВД также модернизируют. Старт исследований должен состояться в 2025-м году.
А знали ли вы об этой установке? И как думаете, рассказали бы вам о ней крупные российские СМИ?
Благодарим за лайк и подписку на канал!
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA
