Ученые научно-исследовательского института ядерной физики имени Д.В. Скобелицына МГУ (НИИЯФ МГУ) разработали прибор для регистрации космических лучей и планируют с его помощью провести исследования в Антарктиде, сообщает пресс-служба НИИЯФ МГУ.

Разработка установки «СФЕРА-Антарктида» («СФЕРА-А») опирается на идеи советского академика А. Е. Чудакова и ранее в мировой практике не использовался. Суть метода в том, что небольшая установка с научной аппаратурой на борту на аэростате поднимается ночью над Землей и регистрирует отраженное от заснеженной поверхности излучение Вавилова-Черенкова («черенковское излучение»), а также флуоресцентное свечение широких атмосферных ливней.

Широкие атмосферные линии, или ШАЛ представляют собой сноп из вторичных частиц, который образуется, когда высокоэнергетическая частица влетает в атмосферу Земли и сталкивается с молекулами и ионами, порождая при этом каскад вторичных частиц и излучений. Каскад вторичных частиц ионизирует молекулы атмосферы и вызывает флуоресцентное свечение, причем по типу свечения можно определить тип первичной частицы). Вспышки света, вызываемые ШАЛ, очень слабые и регистрируются только с помощью сверхчувствительных детекторов.

Черенковский свет представляет собой свечение, вызываемое в прозрачной среде заряженной частицей, которая движется быстрее света в этой среде, в данном случае — в атмосфере. Анализируя это излучение, можно оценить энергию и направление движения частицы.

Уникальность установки «СФЕРА-А» в том, что оба вида излучения можно регистрировать одним детектором. Для успешных измерений требуются особые условия: темное время суток, чистая атмосфера и устойчивые воздушные потоки. Все это плюс подготовленные российские полярные станции делают Антарктиду отличным местом для проведения эксперимента. Установку планируют поднять в атмосферу на высоту около 30 километров, и находящаяся на ней аппаратура будет регистрировать и флуоресцентное свечение частиц, и отраженное излучение от заснеженной поверхности.



Ранее подобный эксперимент с аппаратом «СФЕРА-1» был проведен в 1995-2000 годах возле города Вольск (Саратовская область) и в 2004 году был проведен пробный подъем установки «СФЕРА-1» в Антарктиде вблизи полярной станции Новолазаревская. Следующий эксперимент был проведен на Байкале: установку «СФЕРА-2» поднимали над покрытым снегом льдом озера Байкал на высоту до трех километров. Сейчас на Байкале работает глубоководный нейтринный телескоп мультимегатонного масштаба «Дубна»: первый кластер нейтринного телескопа был опущен на глубину более одного километра в мае 2015 года.



Как отмечают разработчики, по сравнению с прошлыми установками новая «СФЕРА-А» совершеннее и точнее.

«Наш прибор имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с другими существующими и проектируемыми приборами: высокая точность определения энергии частиц первичных космических лучей, высокая точность определения глубины максимума развития каскада частиц в атмосфере Земли, сравнительно низкая стоимость проведения эксперимента по сравнению с существующими наземными и проектируемыми космическими установками, возможность проведения регулярных запусков в период полярной ночи», - цитируется в сообщении объяснение старшего научного сотрудника НИИЯФ МГУ Дмитрия Чернова .