Иркутские ученые – на пути к разгадке тайн Вселенной
Экспериментальный комплекс TAIGA – самая крупная гамма-обсерватория в мире. Она находится в 150 км от Иркутска в Тункинской долине. Это идеальное место для регистрации астрофизических явлений: на возвышенности, вдали от городских огней, много ясных дней и ночей. Здесь команда астрофизиков со всего мира разгадывает тайны Вселенной, изучает частицы максимально высоких энергий и мечтает совершить открытие уровня Нобелевской премии – разгадать природу темной материи.
Наш костяк – молодые сотрудники
Из Иркутска до гамма-обсерватории на машине чуть больше двух часов. Останавливаемся перед въездом на территорию экспериментального комплекса. Здесь нет высокотехнологичной архитектуры. Ученые живут и работают в деревянных зданиях – советских постройках, где даже мебель сохранилась той эпохи…
TAIGA – масштабный проект ИГУ с широким международным участием. На территории Тункинского астрофизического центра коллективного пользования съезжаются ученые из России, Германии, Италии, Словакии и других стран. В команде много молодых, есть студенты, аспиранты. По словам директора НИИ прикладной физики ИГУ Андрея Танаева, это уникальное явление для российской науки:
– Больше половины российских участников проекта – исследователи до 39 лет. Студентов активно вовлекаем, подготавливаем смену. Надеемся, что не уедут из региона после обучения.
Команда в гамма-обсерватории изучает физику высоких энергий. Взрывы сверхновых звезд, слияние сверхмассивных черных дыр, падение звезд на ядра активных галактик…
– Уже более ста лет изучается космическое ионизирующее излучение. Но до сих пор неизвестно, в каких конкретно астрофизических объектах и как именно частицы ускоряются до сверхвысоких энергий, – рассказывает директор. – Постоянно возникают новые вопросы, например, какова природа темной материи и темной энергии? Есть предположение, что темная материя в процессе своего взаимодействия с другими частицами может порождать высокоэнергетические гамма-кванты, которые как раз мы и ловим. Если у нас получится, то сможем претендовать на первооткрывателей частиц темной материи. Это будет открытие Нобелевского уровня.
– Когда частица с высокой энергией долетает до Земли, она встречается с земной атмосферой, что порождает каскад вторичных частиц, который размножается лавинообразно и доходит до поверхности Земли. Эти каскады мы и регистрируем с помощью наших экспериментов, – объясняет старший научный сотрудник НИИ прикладной физики ИГУ Анна Иванова.
Телескопы за миллионы долларов
Нам показывают астрофизический полигон. Дорогое космическое оборудование стоит чистом в поле, где гуляют и жуют травку коровы. Мощнейшие телескопы замаскировались под неприглядные металлические коробы, оцинкованные баки с крышечками, напоминающие кастрюли. За каждой установкой закреплен научный сотрудник, который следит за ее работой и техническим состоянием.
Например, Александр Пахоруков, младший научный сотрудник НИИ прикладной физики ИГУ, отвечает за черенковскую установку TAIGA-HiSCORE. Это сеть из нескольких десятков широкоугольных станций. Она с невероятной точностью регистрирует время прихода широких атмосферных ливней и амплитуду светового импульса. Выглядит станция как наклоненный металлический короб на деревянной подпорке.
– Я сейчас запущу установку, чтобы вы увидели, как она работает, но только на пару секунд, больше нельзя: свет для нее губителен. Вывести из строя ее может даже лунное свечение, – говорит Александр Пахоруков.
Одна их первых установок обсерватории – Tunka-133, включающая около 200 черенковских детекторов, расположенных на площади в три квадратных километра.
А самое дорогое оборудование – атмосферные телескопы TAIGA-IACT. Они работают по принципу фотоаппарата. Большое составное зеркало фокусирует на матрицу черенковский свет.
Гамма-обсерватории TAIGA с каждым днем становится все мощнее. Недавно стало известно, что ИГУ в течение трех лет на развитие обсерватории получит 150 млн рублей как победитель конкурса грантов Министерства науки и высшего образования РФ.
– Мы планируем выполнить работы как по модернизации уже действующих детекторов и установок, так и по развертыванию дополнительных. Это позволит реализовать новые эксперименты на территории России. Расширится доступность инфраструктуры для исследовательской деятельности, будет обеспечена высокая эффективность ее использования, – объясняет Андрей Танаев.
Сейчас установки размещены на площади в один квадратный километр. Для развертывания детекторов нового поколения планируется увеличение площади гамма-обсерватории до 10 квадратных километров.
