В России создали детекторы для изучения происхождения космических лучей

Малосерийное производство детекторов для гамма-обсерватории TAIGA, которые позволят изучить природу происхождения и массовый состав космических лучей, а также решить другие задачи современной астрофизики, планируют запустить в Томском политехническом университете (ТПУ). Площадь новой установки TAIGA-Muon составит порядка 2 тыс. кв. м. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на данные вуза.

"Нами были разработаны три варианта сцинтилляционных детекторов. <…> Необходимо выбрать оптимальный вариант детектора, исходя из условия "параметры — цена". Кроме того, принципиальным является разработка корпуса для детектора, исходя из того, что он должен работать "за окном", — отметил старший научный сотрудник лаборатории № 33 ядерного реактора ТПУ Геннадий Дудкин.

Толщина сцинтилляционных детекторов, разработанных учеными ТПУ, может варьироваться от 27 до 30 мм, а размеры от 500 мм до 1 000 мм. Общий вес сцинтилляционной пластины может достигать 36 кг, а самого детектора — до 52 кг. В перспективе в Томском политехе планируют запустить мелкосерийное производство таких детекторов. Кроме того, политехники разработали стенд для паспортизации характеристик детекторов. Он позволяет измерять однородность амплитудного отклика и диапазон линейности амплитуд.

"Основные проблемы, связанные с разработкой детекторов таких больших размеров, — это достижение высокой однородности светосбора и точности определения времени прихода частицы. Чтобы преодолеть это ограничение, необходима разработка новых сцинтилляционных детекторов, которые бы с высокой точностью регистрировали излучение. Именно над решением этой задачи работают в Томском политехе", — пояснил Дудкин.

Отмечается, что в Тункинской долине создается новая установка TAIGA-Muon, с помощью которой можно будет проводить исследования массового состава космических лучей с энергиями выше 1 016 эВ и подавления адронного фона при регистрации высокоэнергетического гамма-излучения. Глобально эта установка сможет приблизить человечество к ответу о природе происхождения космических лучей таких огромных энергий и пониманию механизмов их распространения во Вселенной.

Площадь новой установки составит около 2 тыс. кв. м. Пока развернуто всего три кластера установки TAIGA-Muon. Каждый кластер в своем составе имеет восемь наземных сцинтилляционных детекторов для регистрации всех заряженных частиц широкого атмосферного ливня и восемь подземных на глубине 1,7 м для регистрации мюонной компоненты. Счетчики геометрически расположены парами: наземные строго над подземными.

Гамма-обсерватория TAIGA — комплекс установок мирового уровня площадью 1 кв. км для исследования астрофизических процессов сверхвысоких энергий. Располагается в 50 км от Байкала в Тункинской долине, ее полное название — Tunka Advanced Instrument for cosmic ray and Gamma Astronomy. Обсерватория регистрирует все компоненты широких атмосферных ливней, развивающихся в результате взаимодействия космического излучения сверхвысоких энергий с атмосферой. В проекте участвуют более 10 организаций из Италии, Германии, Румынии, России, в том числе Объединенный институт ядерных исследований. Результаты работы обсерватории позволят лучше понять процессы возникновения и эволюции ранней Вселенной.