Ученые планируют превратить Луну в гигантский детектор частиц

Для чего нужна Луна? Помимо вдохновления поэтов, освещения Земли ночью и предоставления Нилу Армстронгу места для прогулки? Если спросить ученых из Университета Саутгемптона, они скажут, что для гигантского детектора частиц.

С помощью радиотелескопа Square Kilometre Array (SKA), команда надеется использовать массу спутника для обнаружения наиболее энергичных частиц, известных как ультра-высоко-энергетические (UHE) космические лучи.

У частиц, из которых состоят UHE космические лучи, кинетическая энергия на много порядков больше, чем у других частиц космических лучей. Что особенно интригует физиков в этих лучах, это то, что они должны быть относительно молодыми, в противном случае их энергия бы рассеивалась вследствие рассеивания фотонов. Так что вопрос «откуда они берутся?» является одним из основных в современной космологии.


По словам команды Саутгемптона, проблема в том, что эти частицы высоких энергий крайне редки и их трудно обнаружить. Как правило, их обнаруживали, когда они попадали в верхние слои атмосферы Земли, где сталкиваются с атомами, и вызывают вторичные частицы, которые являются источником наносекундного прилива радио-энергии.

Астрономы попытались обнаружить их, используя большие детекторы, такие как нынешний крупнейший, 3000 кв. км, массив радиотелескопов Обсерватории Пьера Оже в Аргентине. Саутгемптон планирует лучший способ - использовать Луну в качестве детектора для встречных космических лучей.

Когда лучи будут сталкиваться с поверхностью Луны, возникнут всплески радиоволн, которые будут обнаружены гигантским массивом SKA, находящимся в Южной Африке и Австралии. По сути, это превратит Луну в крупнейший в истории телескоп-рефлектор с массивом SKA, выступающим в качестве окуляра.

По предположениям, команда Саутгемптона ожидает обнаружить около 165 событий в год, что является значительным улучшением по сравнению с 15 в год в настоящее время.