Paraksts: Baikāla ezers. Kredīts: SeaWiFS projekts NASA / Goddard Space Flight Center un ORBIMAGE
Tikko ir sākusies būvniecība Tunka ielejā pie Baikāla ezera, Sibīrijā, Krievijā, uz observatoriju, kas pēc pabeigšanas būs līdz 1000 detektoru masīva 100 kvadrātkilometru platībā. Tās lielums ļaus zinātniekiem izpētīt kosmiskos starus - kosmosa starojumu, ko izstaro gamma stari un smagāki kodoli -, kuri tiek paātrināti līdz enerģijām, kas ir augstākas par tām, kuras tiek sasniegtas Lielajā hadronu sadursmē. Ar jauno observatoriju, kuras nosaukums ir HiSCORE (simts kvadrātkilometru kosmiskais ORigin pētnieks), zinātnieki cer atrisināt kosmisko staru pirmsākumu noslēpumu un, iespējams, arī zondēt tumšo vielu.
Tieši pirms simts gadiem austriešu-amerikāņu fiziķis Viktors Hess pirmo reizi atklāja, ka starojums Zemes atmosfērā iekļūst no kosmosa. Problēma bija izsekot to izcelsmei, jo kosmiskie stari sastāv no uzlādētām daļiņām un tāpēc tiek novirzīti starpzvaigžņu un starpgalaktiskos magnētiskajos laukos. Vienkāršu, lētu detektoru staciju izmantošana, kas atrodas vairāku simtu metru attālumā viens no otra, ļauj izmērīt milzīgu laukumu, ļaujot zinātniekiem izpētīt kosmiskos starus enerģijas diapazonā no 100 TeV līdz vismaz 1 EeV.
Čerenkovas detektors zvaigžņoto debesu priekšā. Attēls: Tunka Sadarbība
Kosmiskie stari nevar iekļūt mūsu atmosfērā, bet katrs detektors var novērot starojumu, kas radies, kosmiskajiem stariem sasniedzot Zemes augšējo atmosfēru, izraisot sekundāro daļiņu dušu, kas pārvietojas ātrāk nekā gaismas ātrums gaisā, procesā radot Čerenkova starojumu. Šī gaisma ir vāja, taču to var noteikt uz zemes virsmas ar jutīgiem instrumentiem, piemēram, HiSCORE fotopavairotāju caurulēm.
Čerenkova starojumu var izmantot, lai noteiktu kosmisko staru avotu un intensitāti, kā arī lai izpētītu augstas enerģijas astronomisko objektu īpašības, kas izstaro gamma starus, piemēram, supernovas paliekas un spilventiņus. Plašais skata lauks arī ļauj HiSCORE novērot paplašinātas gamma staru izstarojošās struktūras, piemēram, molekulāros gāzes mākoņus, blīvus reģionus vai liela mēroga struktūras, piemēram, zvaigžņu veidojošos reģionus vai galaktisko plakni.
HiSCORE var izmantot arī, lai pārbaudītu teorijas par Dark Matter. Ap 100 TeV sagaidāma spēcīga absorbcijas īpašība. Pārbaude var sniegt informāciju par gamma staru absorbciju starpzvaigžņu fotonu laukos un CMB. Ja absorbcija ir mazāka nekā paredzēts, tas varētu norādīt uz slēptu fotonu vai aksiāciju klātbūtni. Arī HiSCORE varētu noteikt smago supersimetrisko daļiņu sabrukšanu. Dati uzlabosies, objektam gadu gaitā pieaugot. Laika posmā no 2013. līdz 2014. gadam platība būs ap vienu kvadrātkilometru, bet līdz 2016. gadam - vairāk nekā 10 kvadrātkilometru.
HiSCORE ir kopīgs projekts starp Krievijas Zinātņu akadēmijas Kodolpētījumu institūtu Maskavā, Irkutskas Valsts universitāti Sibīrijā un Lomonosova Maskavas Valsts universitāti, kā arī DESY, Hamburgas universitāti un Karlsrūes Tehnoloģiju institūtu Vācijā. HiSCORE arī cer sadarboties ar Pjēra Augera observatoriju Argentīnā.
Uzziniet vairāk par HiSCORE projekta vietnē
