В Аргентине начались наблюдения космических лучей сверхвысоких энергий
|
Получены первые научные результаты на обсерватории имени Пьера Оже (Pierre Auger Observatory) в Аргентине. На настоящий момент обсерватория, предназначенная для наблюдения космических лучей экстремальных энергий, введена в строй примерно наполовину.
Энергия некоторых частиц космических лучей может превышать 1019 электрон-вольт, то есть несколько джоулей. Такую энергию имеет брошенный человеком небольшой камень. И вся эта энергия сосредоточена в одной элементарной частице. На самых мощных современных ускорителях предельно достижимые энергии частиц в десятки миллионов раз меньше.
Происхождение столь энергичных частиц пока остается загадкой. Попадая на Землю, они порождают так называемые широкие атмосферные ливни — каскады элементарных частиц, которые образуются при столкновении исходных частиц с ядрами атомов в атмосфере. Частицы атмосферного ливня достигают поверхности Земли с околосветовой скоростью. И именно на этом свойстве основан метод их детектирования.
Детекторы представляют собой баки емкостью около 10 кубометров, заполненные сверхчистой деионизированной водой. Когда частицы атмосферного ливня попадают в детектор, их скорость превосходит скорость света в воде (которая примерно на четверть ниже скорости света в вакууме). При таком сверхсветовом движении частица испускает черенковское излучение, которое регистрируют установленные в баке датчики.
|
Обсерватория получила название в честь французского физика Пьера Виктора Оже, который в 1938 году впервые обнаружил широкие атмосферные ливни. Это крупнейший в мире проект по наблюдению космических лучей сверхвысоких энергий. Стоимость обсерватории составляет около 50 млн долларов, а в создании принимают участие 60 организаций из 16 стран. В полном оснащении обсерватория будет включать 1600 детекторов, равномерно распределенных по площади свыше 3 тысяч квадратных километров. На настоящий момент на местах установлен 1031 бак, из них 1012 наполнены водой, и 898 оснащены электроникой, сообщается в пресс-релизе обсерватории.
Большая площадь необходима для того, чтобы не упустить самые энергичные частицы космических лучей — ведь чем выше энергия, тем реже появляются такие частицы. Так, ливни, вызванные частицами с энергией 1015 эВ, случаются над каждым квадратным километром несколько раз в секунду. А вот экстремальные частицы с энергией более 1020 эВ приходят на каждый квадратный километр лишь раз в 100 лет. Также в составе обсерватории будет массив из 24 телескопов, которые в безлунные ночи смогут наблюдать ультрафиолетовую флюоресценцию, вызванную широкими атмосферными ливнями в воздухе.
Главная задача обсерватории — определить источники космических лучей сверхвысоких энергий. Здесь помогает то, что на траекторию столь энергичных заряженных частиц почти не влияет галактическое магнитное поле. Поэтому направление прихода частицы с хорошей точностью указывает на источник излучения, и его можно определить, учитывая задержки при срабатывании разных детекторов.
