Астрофизика космических лучей | НИИЯФ МГУ

Астрофизика космических лучей

Изучение происхождения космических лучей и их распространения до Земли – одна из важнейших задач астрофизики. Исследования космических лучей являются одним из ведущих направлений в НИИЯФ МГУ. Основы этого направления были заложены Д.В. Скобельцыным и С.Н. Верновым - первыми директорами института – еще при его создании в сороковые годы двадцатого столетия.

Вопросы астрофизики космических лучей обращены к таким фундаментальным проблемам, как происхождение и природа материи, энергии и Вселенной.

Сотрудники НИИЯФ МГУ стали первыми, кто изобрел прибор для измерения энергии космических лучей - ионизационный калориметр (создан в 1957 году). С помощью прибора пионерские эксперименты в космосе проводились институтом на спутниках «Протон» с 1965 по 1969 годы. Вес прибора составлял более 10 тонн.

Прямые измерения космических лучей также проводились в НИИЯФ МГУ на высотных стратосферных аэростатах - MUBEE, RUNJOB, ATIC. Исследования космических лучей в области сверхвысоких энергий, где из-за низкой их интенсивности невозможны прямые измерения, проводятся методом анализа широких атмосферных ливней (ШАЛ), так называется каскад частиц, рожденный от взаимодействия космических лучей с атмосферой нашей Земли. Эти исследования на наземной установке ШАЛ МГУ привели к открытию излома в спектре космических лучей в 1958 году.

В настоящее время НИИЯФ МГУ проводит наземные измерения в области сверхвысоких энергий с помощью детекторов, регистрирующих черенковский свет от широких атмосферных ливней. Данные работы идут на расположенной вблизи озера Байкал установке Тунка, глубоководных нейтринных телескопах NEMO, ANTARES и KM3Net.

large_zapusk_pribora_atic_v_antarktide.jpg
Измерения космических лучей проводились в Антарктиде с помощью детектора ATIC, установленного на стратосферном аэростате. Участники: Россия (прежде всего НИИЯФ МГУ), США, Китай, Корея, Германия

large_detektory_ustanovki_tunka_.jpg
Установка Тунка, расположенная в Тункинской долине вблизи озера Байкал, предназначена для проведения наземных исследований космических лучей сверхвысоких энергий. Тунка представляет собой систему из множества оптических детекторов, размещённых на участке площадью 3 квадратных километра. Участники: Россия (прежде всего НИИЯФ МГУ), Германия, Италия

large__dsc0559.jpg
Оптический детектор Тунка работает безлунной ночью

large_shema_i_raspolozhenie_ustanovki_tunka.jpg
Расположение установки Тунка

large_v_proekt_teleskopa_km3net_km3_neutrino_telescopeneytrinnyy_teleskop_voshli_podobnye_deystvuyushchie_proekty_antares_i_nemo._razmeshchenie_dno_sredizemnogo_morya._prednaznachenie_registracii_astrofizich.jpg
Нейтринный телескоп KM3Net должен стать крупнейшим детектором астрофизических нейтрино, во много раз превосходящим по объему ныне действующий проект ANTARES и NEMO. Размещение: дно Средиземного моря. Предназначение: регистрация астрофизических нейтрино, приходящих из различных объектов Вселенной - звезд, ядер Галактик, сверхновых. Участники: Италия, Франция, Германия, Греция, Ирландия, Кипр, Нидерланды, Румыния, Испания, Великобритания, Россия (НИИЯФ МГУ)

large_osnovnaya_podvodnaya_struktura_teleskopa_km3net_s_registriruyushchimi_elementami_detektora_v_processe_sborki.jpg
Основная подводная структура телескопа KM3Net с регистрирующими элементами детектора в процессе сборки

large_elektronnye_ustroystva_svyazyvayushchie_otdelnye_elementy_teleskopa_km3net.jpg
Электронные устройства, связывающие отдельные элементы телескопа KM3Net