НЕВОД "поймал" детенышей мощного космического излучения

Российский нейтринный водный детектор НЕВОД "поймал" большую группу мюонов, рожденных в атмосфере космическим излучением. Чтобы сделать это, ученые пошли на хитрость: они поджидали пучок частиц, летящий почти горизонтально. 

"Первичная частица вошла в атмосферу примерно в 80-100 километрах от Москвы. По нашим оценкам, энергия частицы, вызвавшей такое событие, составляет 7x1018 эВ, что соответствует примерно 150 ТэВ в системе центра масс. Иными словами, это значение в 10 раз превышает максимальную энергию, которую можно получить на Большом адронном коллайдере", — цитирует пресс-служба НИЯУ МИФИ аспирантку Екатерину Юрину, обнаружившую событие.

"Для исследования космических частиц с такими энергиями в Аргентине построена установка площадью 3000 квадратных километров (Pierre Auger Observatory). Разработанный в МИФИ подход позволяет регистрировать частицы столь больших энергий, изменяя всего лишь угол наблюдения", — комментирует главный научный сотрудник НОЦ НЕВОД, доктор физико-математических наук Ростислав Кокоулин.

"При регистрации групп мюонов на других установках даже близко не подходили к таким энергиям. А мы нацелились на частицы, идущие не сверху, а почти по горизонтали. В этом случае главную роль играет не площадь установки, а площадь, перекрываемая "ливнем" частиц, которая достигает десятков квадратных метров. И где бы ливень ни прошел, мы его все равно поймаем", — поясняет РИА Новости профессор Анатолий Петрухин, руководитель НОЦ НЕВОД.

Геометрическая реконструкция события. Тонкие линии — результат реконструкции треков мюонов по данным детектора ДЕКОР; кружки — сработавшие фотоумножители водного калориметра НЕВОД

Каждую секунду в верхних слоях атмосферы Земли образуются мюоны — заряженные частицы, возникающие в результате столкновения космических лучей с ядрами атомов воздуха. Эти процессы разгоняют мюоны до околосветовых скоростей, благодаря чему они проникают через километры воды и даже скальной породы.

Ученые наблюдают за этими частицами, используя излучение, открытое еще в 1934 году Павлом Черенковым. Оно возникает, когда скорость заряженных частиц превышает скорость света в воде. Этот эффект позволяет ученым исследовать космическое излучение и ловить нейтрино сверхвысоких энергий.

Координатно-трековый детектор ДЕКОР, размещенный в галереях вокруг черенковского водного калориметра НЕВОД

Высокоэнергичный пучок мюонов большой множественности (124 мюона) родился в атмосфере ночью 11 октября 2017 года, что зафиксировали координатно-трековый детектор ДЕКОР и черенковский водный калориметр НЕВОД под зенитным углом 75 градусов (отсчитываемых от вертикали). Регистрируя НЕВОДом группы мюонов с разным зенитным углом, ученые исследуют первичные частицы разных энергий, рожденные в глубоком космосе.