Podpis: Jezioro Bajkał. Źródło: SeaWiFS Project NASA / Goddard Space Flight Center i ORBIMAGE
Budowa rozpoczęła się właśnie w dolinie Tunka w pobliżu jeziora Bajkał na Syberii w Rosji w obserwatorium, które po ukończeniu będzie składać się z szeregu do 1000 detektorów o powierzchni 100 kilometrów kwadratowych. Jego rozmiar pozwoli naukowcom badać promienie kosmiczne - promieniowanie kosmiczne emitowane przez promienie gamma i cięższe jądra - które są przyspieszane do energii wyższych niż te osiągane w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Dzięki nowemu obserwatorium o nazwie HiSCORE (Eksplorator kosmiczny ORGIN o powierzchni stu kilometrów kwadratowych) naukowcy mają nadzieję rozwiązać zagadkę pochodzenia promieni kosmicznych i być może zbadać również ciemną materię
Sto lat temu austriacko-amerykański fizyk Victor Hess po raz pierwszy odkrył, że promieniowanie przenika atmosferę ziemską z kosmosu. Problem polegał na wyśledzeniu ich pochodzenia, ponieważ promienie kosmiczne składają się z naładowanych cząstek, a zatem są odchylane w międzygwiezdnych i międzygalaktycznych polach magnetycznych. Zastosowanie prostych, niedrogich stacji detekcji, rozmieszczonych kilkaset metrów od siebie, umożliwia oprzyrządowanie ogromnego obszaru, umożliwiając naukowcom badanie promieni kosmicznych w zakresie energii od 100 TeV do co najmniej 1 EeV.
Detektor Czerenkowa przed gwiaździstym niebem. Zdjęcie: Współpraca Tunka
Promienie kosmiczne nie mogą przeniknąć do naszej atmosfery, ale każdy detektor może obserwować promieniowanie powstałe, gdy promienie kosmiczne uderzają w górną atmosferę Ziemi, powodując deszcz cząstek wtórnych, które poruszają się szybciej niż prędkość światła w powietrzu, wytwarzając w ten sposób promieniowanie Czerenkowa. To światło jest słabe, ale można je wykryć na powierzchni ziemi za pomocą czułych instrumentów, takich jak fotopowielacze HiSCORE.
Promieniowanie Czerenkowa można wykorzystać do ustalenia źródła i intensywności promieni kosmicznych, a także do badania właściwości wysokoenergetycznych obiektów astronomicznych, które emitują promienie gamma, takie jak pozostałości supernowych i blazary. Szerokie pole widzenia pozwala również HiSCORE monitorować rozszerzone struktury emitujące promienie gamma, takie jak molekularne chmury gazowe, gęste regiony lub struktury wielkoskalowe, takie jak regiony tworzące gwiazdy lub płaszczyzna galaktyczna.
HiSCORE może być również wykorzystywany do testowania teorii dotyczących ciemnej materii. Oczekiwana jest silna funkcja absorpcji około 100 TeV. Badanie może dostarczyć informacji o absorpcji promieni gamma w międzygwiezdnych polach fotonów i CMB. Jeśli absorpcja jest mniejsza niż oczekiwana, może to wskazywać na obecność ukrytych fotonów lub osi. HiSCORE może także wykryć rozpad ciężkich cząstek supersymetrycznych. Dane będą się poprawiać wraz z rozwojem placówki na przestrzeni lat. Do 2013–2014 powierzchnia wyniesie około jednego kilometra kwadratowego, a do 2016 roku ponad 10 kilometrów kwadratowych.
HiSCORE to wspólny projekt Instytutu Badań Jądrowych Rosyjskiej Akademii Nauk w Moskwie, Irkuckiego Państwowego Uniwersytetu na Syberii i Łomonosowa Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego - a także DESY, Uniwersytetu w Hamburgu i Karlsruhe Institute of Technology w Niemczech. HiSCORE ma również nadzieję na współpracę z obserwatorium Pierre Auger w Argentynie.
Dowiedz się więcej o HiSCORE na stronie projektu
