Созданная в1973 г. в селе Октемцы (55 кмот Якутска), Якутская комплексная установка ШАЛ работает до сих пор. Сейчас она насчитывает 59 станций наблюдения, в каждой из которых установлен сцинтилляционный детектор и (в большинстве из них) оптический приемник излучения Вавилова-Черенкова, а также 6 подземных мюонных детекторов. Станции размещены в узлах треугольной решетки со стороной500 м(в центральной части установки детекторы сближены до расстояния250 м). Общая площадь установки 10 км².

Расположенный на поверхности земли сцинтилляционный детектор регистрирует суммарный отклик сцинтиллятора от всех попадающих на него частиц (электронов, фотонов и мюонов). Мюонный детектор представляет собой сцинтилляционный детектор, закопанный на глубину 2-3 м, куда практически не проникают электроны и фотоны. Черенковский детектор улавливает черенковское излучение, рождаемое энергичными частицами в ливне. Солнечный и лунный свет намного интенсивнее черенковского, поэтому этот детектор работает только в безлунные ночи; чтобы световой сигнал не рассеивался, требуется также отсутствие облаков.

Когда три детектора в вершинах одного из треугольников срабатывают с относительной задержкой, не превышающей нескольких микросекунд, информация со всех детекторов поступает в центр управления установкой. Требование одновременности срабатывания необходимо для того, чтобы из потока частиц, достигающих Земли, выделить только те, которые связаны с ШАЛ достаточно высокой энергии. Событие отображается на дисплее и регистрируется в базе данных. Вообще ШАЛ фиксируются раз в 3-4 мин (в основном они вызваны первичными частицами с энергиями порядка 1017 эВ — частицы меньших энергий не порождают ливень достаточного размера для надежной регистрации на Якутской установке). А наиболее интересные события с энергиями выше 1020 эВ регистрируются установкой в среднем раз в 10 лет! В базе данных также хранится информация о метеорологических условиях и журнал неисправностей отдельных детекторов. Центр управления установкой способен работать в автоматическом режиме, но для оперативного устранения любых неисправностей дежурит группа инженеров. Кроме того, оператор следит за корректностью работы аппаратуры, в том числе и в ночное время. Для анализа состояния и параметров атмосферы в составе установки имеется мощный лазер — лидар.

В мире на настоящий момент работают несколько комплексов, регистрирующих космические лучи сверхвысоких энергий. Якутская установка уникальна возможностью независимо измерять плотности электронов, мюонов и черенковских фотонов в ШАЛ, что позволяет сравнивать различные экспериментальные методы и проверять многие теоретические модели (в то время как полный сигнал во всех компонентах ШАЛ в значительной степени определяется энергией первичной частицы, распределение его между различными компонентами чувствительно к модели взаимодействий частиц).

Сейчас при поддержке Российской академии наук, Министерства образования и науки и РФФИ установка модернизируется. В рамках модернизации планируется улучшить точность существующих детекторов и установить приборы новых типов, например сцинтилляционные и мюонные детекторы, регистрирующие не только суммарный сигнал, но и временную развертку сигнала с шагом порядка 10 нс. Благодаря этому можно будет определять дополнительные наблюдаемые величины, связанные с формой и развитием фронта ливня.

Добавить комментарий