Med hjälp av en mängd originella utvecklingar, forskare hoppas kunna undersöka processerna för födelse och spridning av mycket högenergigammastrålar, och i framtiden, att hitta mystiska partiklar av mörk materia som hittills har undgått fysiker.

Tunka Advanced Instrument for Cosmic Ray Physics and Gamma Astronomy (TAIGA), ett internationellt vetenskapligt samarbete, lanserar ett av världens största och mest känsliga högenergiobservatorier för gammastrålning, låter astronomer för första gången studera gammastrålning och kosmisk strålning med ultrahög energi. Forskarteamet har publicerat en artikel i tidskriften Kärntekniska instrument och metoder i fysikforskning Avsnitt A:Acceleratorer, Spektrometrar, Detektorer och tillhörande utrustning .

Vid observatoriet, forskare från Moscow State University (MSU), National Research Nuclear University MEPhI (MEPhI), Irkutsk State University Applied Physics Institute och andra ledande universitet i Ryssland och Tyskland förbereder sig för nya serier av experiment vid två TAIGA-observatorieanläggningar med hjälp av en rad distribuerade detektorstationer TAIGA-HiSCORE och nya teleskop TAIGA –IACT, vilket kommer att tillåta dem att spela in "bilden" av Cherenkov-strålning från en kaskad av joniserade partiklar som produceras som ett resultat av interaktionen av en högenergi-gamma-kvanta med atmosfärens atomer. Eftersom mätningarna på observatoriets huvuddetektorer utförs på månlösa nätter, experiment utförs på hösten, vinter och vår (på sommaren, Ryska nätter är för korta).

Det unika TAIGA-komplexet, byggs i Tunkadalen 50 km från Bajkalsjöns södra spets, använder en ny hybrid array-teknik för att detektera omfattande luftduschar (EAS) som genereras av gammakvanta. Förutom Cherenkov-strålning, den kan upptäcka alla de viktigaste EAS-komponenterna som produceras i atmosfären när en primär kosmisk stråle kommer in i atmosfären.

"I dag, komplexet är på utbyggnadsstadiet, antalet detektorer för olika anläggningar och området för deras registrering ökar. Metoder för inspelning, bearbeta och analysera händelser utvecklas, och deras noggrannhet förbättras till den planerade nivån. Detta är ett oundvikligt stadium för alla storskaliga experimentella komplex, sa Igor Yashin, professor vid MEPhI Institute of Nuclear Physics and Engineering.

Enligt forskaren, på kort sikt, monteringen av det tredje Cherenkov-teleskopet kommer att börja och ingenjörer kommer att bringa antalet detektorstationer i TAIGA-HiSCORE-arrayen till 120 delar på en yta på en kvadratkilometer. På vintern, gammastrålningsflödesmätningar från kända gammakällor – som en pulsar i cancerstjärnan och andra – kommer att utföras. NRNU MEPhI-gruppens uppgifter inkluderar testning av fotomultiplikatorer och tillhörande elektronik för installation av TAIGA-HiSCORE, utveckla och säkerställa funktionaliteten hos Cherenkov-teleskopkamerans elektronik, tjänstgöring vid TAIGA-observatoriet, etc.

Ursprunget till kosmiska strålar (högenergiprotoner och atomkärnor) är ett av den moderna vetenskapens viktigaste mysterier. Efter att ha löst det, mänskligheten kan komma närmare att skapa nya källor av superhög energi. Till exempel, rymdbaserade partikelacceleratorer kan ge miljarder gånger mer accelerationsenergi än den mest kraftfulla partikelacceleratorn på jorden, Large Hadron Collider.