В Прибайкалье установят водные детекторы для исследования частиц из космоса

Иркутские ученые планируют установить водные черенковские детекторы на территории гамма-обсерватории TAIGA. Эти устройства будут фиксировать частицы, возникающие в результате атмосферных ливней, что позволит более точно определять характеристики частиц, приходящих из космоса. Об этом пишет ТАСС.

Гамма-обсерватория TAIGA, одна из крупнейших в мире установок для изучения космического излучения, расположена на базе Тункинского астрофизического центра Иркутского государственного университета. Водные детекторы будут регистрировать вторичные частицы, образующиеся при взаимодействии космических лучей и гамма-квантов с атмосферой Земли. Такие измерения помогут ученым лучше понять свойства первичных частиц.

Когда заряженные частицы атмосферного ливня проходят через воду, возникает слабое свечение, которое фиксируют оптические датчики. Для обеспечения минимальных потерь света вода в детекторах должна быть максимально чистой и прозрачной. Основная цель физиков заключается в определении типа первичной частицы, вызвавшей ливень, а также в оценке ее энергии и направления.

В 2025 году рядом с Иркутским госуниверситетом была запущена система подготовки ультрачистой воды с использованием обратного осмоса. Установка под давлением пропускает воду через мембрану, задерживая соли и примеси, производя около 500 литров чистой воды в час. Она функционирует круглосуточно, чтобы заполнить бассейн и установить детектор до наступления заморозков. В общей сложности планируется построить три полноразмерных детектора, каждый из которых будет содержать около 50 кубометров воды; один из них начнет собирать данные в 2026 году.

Основная сложность заключается в поддержании чистоты воды во время транспортировки и эксплуатации. Даже контакт с воздухом может повысить электропроводность воды, а в резервуарах могут размножаться микроорганизмы. Материалы, из которых изготовлены емкости и трубопроводы, также могут выделять примеси. Воду планируется доставлять в обсерваторию из Иркутска на грузовом автомобиле, для чего были приобретены две специальные пластиковые емкости по 5 кубометров каждая. Ученые разрабатывают систему автоматического контроля качества воды, измеряющую длину поглощения света. В настоящее время электропроводность составляет около 0,3 микросименса на сантиметр, а к 2027 году исследователи намерены улучшить систему и приблизиться к теоретическому пределу чистоты - примерно 0,055 микросименса на сантиметр при температуре 25 градусов Цельсия.

Детекторы будут установлены под слоем грунта, который задерживает большинство частиц, но пропускает мюоны - элементарные частицы, способные проходить сквозь землю. Подсчет мюонов поможет различать ливни, вызванные гамма-квантами, от тех, что вызваны протонами и ядрами. Это имеет важное значение для поиска источников космических лучей с очень высокими энергиями. Разработчики отмечают, что значимость таких технологий подчеркивается Нобелевской премией по физике 2026 года за вклад в создание нейтринной обсерватории IceCube и открытие астрофизических нейтрино высоких энергий. Иркутские физики надеются, что их работа также поможет в разгадке происхождения космического излучения.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX

Читайте также: