19 января, среда
Москва
Войти

Нобелевские перспективы: Как работает обсерватория в Тункинской долине Чем отличаются астрономические «кастрюльки» и «коробочки» за десятки миллионов евро

Нобелевские перспективы: Как работает обсерватория в Тункинской долине

В Тункинской долине, в 150 км от Иркутска, строится уникальная обсерватория TAIGA (аббревитуру придумали немецкие физики: Tunka Advanced Instrument for cosmic ray and Gamma Astronomy), которая станет крупнейшей гамма-обсерваторией в мире. Уже сейчас на ее счету несколько важных открытий, а после завершения строительства установки она имеет совершенно недвусмысленные нобелевские перспективы. В первую очередь потому, что если где-то в мире и откроют наконец природу «темной материи», то с наибольшей вероятностью это произойдет именно здесь, в Тунке, на трех с лишним квадратных километрах степи, окруженной горами и облюбованной для пастбища местными коровами.

The Village съездил на астрофизический полигон и выяснил, как иркутские аспиранты создают программное обеспечение на миллионы долларов, как выглядит телескоп с системой наведения зенитной установки, и почему приборы для космических исследований производятся на вентиляторном заводе и выглядят как кастрюли.

За минувшие три года на строительство гамма-обсерватории TAIGA на астрофизическом полигоне коллективного пользования Иркутского госуниверситета было потрачено порядка 300 миллионов рублей из различных российских грантов, в августе этого года на реализацию проекта ИГУ получил еще 170 млн от министерства образования и науки РФ. И еще около 200 млн в виде оборудование вложили зарубежные партнеры: проект реализует международная коллаборация, куда входят научные организации, институты и университеты России, Германии, Италии и Румынии. И это, по словам директора НИИ прикладной физики ИГУ Николая Буднева, исключительный случай в российской науке, когда зарубежные исследователи вкладываются в проект финансово и приезжают принять участие в исследованиях. Понятно, почему: проводимым здесь исследованиям прочат нобелевские премии. В целом, по расчетам Буднева, установка обойдется примерно в 800 млн рублей, и это практически в десять раз дешевле проектов европейских установок для тех же задач. Проектов, потому что аналогичной действующей в мире нет.


«Кастрюльки» соединены с «коробочкой», электроника для которой сделана в ЦЕРНе, которому принадлежит большой адронный коллайдер

«Зачем государство вкладывает в это деньги? В настоящий момент никакой практической пользы от этого нет, и будет ли она — неизвестно, — говорит Николай Буднев. — Но изучение совершенно непонятных поначалу вещей как раз приводит к открытиям, которые кардинально меняют жизнь человечества».

По словам Буднева, исследования, проходящие здесь, относятся к категории фундаментальных исследований природы, ее законов. Полученные знания могут найти применение на практике через десять лет, через сто, через тысячу, а может быть никогда. Например, большой адронный коллайдер — тоже чисто фундаментальное исследование явления, которое представляет для ученых большой интерес — природы частицы высокой энергии.

«До Солнца 150 миллионов километров. Оно согревает и освещает всю Землю — представляете, сколько это энергии? Но с точки зрения астрофизики это очень-очень слабенький объект, — рассказывает Николай Буднев. — Энергия частиц, которые летят от Солнца, в миллионы раз меньше, чем те энергии, до которых ускоряются протоны в большом адронном коллайдере. С другой стороны, уже больше ста лет мы наблюдаем, что из космоса к нам приходят и частицы, энергия которых в миллионы, миллиарды раз больше, чем у частиц в большом адронном коллайдере. И вы представляете: Солнце дает энергию в миллионы раз меньше, а там — в миллионы раз больше. Какой мощности эти объекты? Какие физические процессы в них происходят? Одна из важнейших задач фундаментальной науки — выяснить механизмы ускорения частиц до таких сверхвысоких энергий. И, возможно, перекликающийся с этим вопрос, а может быть и нет — точно пока никто не знает — это проблема так называемой «темной материи», существование которой доказано экспериментально, но о природе которой мы не знаем ничего.

Младший научный сотрудник НИИ прикладной физики ИГУ Александр Пахоруков описывает круг задач обсерватории, рисуя схемы Крабовидной туманости и принципов образования широких атмосферных ливней прямо на стареньком УАЗе. И объясняет для гуманитариев:  «Мы занимаемся изучением частиц максимально высоких энергий, которые рождаются при катастрофических процессах во Вселенной — взрывах сверхновых звезд или в ядрах галактик. При существующих технологиях мы не сможем получить частицы с таким зарядом, даже если построим адронный коллайдер размером с Землю».

«Видите эти кругленькие «кастрюльки»? Это уникальная установка — аналогов ей в мире нету — которая позволяет исследовать заряженные частицы, — рассказывает Буднев. — Это очень сложный прибор, их здесь 175 на три квадратных километра. В мире нет установок, электроника которых позволяла бы проводить измерения с такой точностью, как эта «кастрюлька» — прибор «Тунка-133». С точки зрения электроники и методики она единственная в мире. Говорите, с виду никогда бы не подумали? А вот поэтому у нас все и дешевле. Есть такое предприятие, иркутский вентиляторный завод, там делали. А регистрирующие фотоумножители, которых тут 300 штук, и каждый стоит около двух тысяч евро, — это вклад Италии. Схема такая: семь «кастрюлек» соединены вот с такой «коробочкой», там вся информация собирается и по оптическому кабелю передается для обработки. Так вот, вся электроника сделана в ЦЕРНе, которому принадлежит большой адронный коллайдер. И все датчики времени на всех устройствах на площади в три квадратных километра синхронизированы с точностью до одной наносекунды».

Кроме «кастрюлек» в обсерватории есть «ящики» — телескопы новой установки «Тунка-HiSCORE», которых сейчас 60 штук на площади 0,6 квадратного километра, а к концу следующего года будет в два раза больше. Добавится и еще два «черенковских» телескопа: в таком одно зеркало стоит около трех тысяч евро, а их в машинах размером с трехэтажный дом установлено 29 штук. И среди всего этого, как и сейчас, будут пастись коровы. Как и в Аргентине, на самой большой в мире, площадью 3200 квадратных километров, установке для регистрации заряженных частиц. Там, кстати, вскоре будут «донашивать» оборудование из Тункинской долины.


Спутник увидел вспышку, передал на телескоп, там нажимают кнопки, телескоп разворачивается, это занимает час — все уже погасло

«В космосе постоянно происходят вспышки в гамма-диапазоне, и их источники даже не в нашей галактике, причем один такой источник за одну вспышку выдает энергии больше, чем вся наша галактика, в которой 200 миллиардов звезд. После таких гама-всплесков бывают видимые глазом излучения. Но наблюдать их раньше было невозможно, представьте: спутник увидел вспышку, передал информацию на большой телескоп, там поворачивают ручки, нажимают кнопки, телескоп разворачивается, это занимает час — все уже погасло. Была очень важна автоматическая система, которая по сигналу спутника наводит телескоп со скоростью зенитной установки на нужную зону, — рассказывает директор астрономической обсерватории ИГУ Сергей Язев. — Для этого в МГУ была инициирована программа создания телескопов-роботов, которым для наведения не требуется участие человека».

Так появился МАСТЕР — мобильная автоматическая система телескопов-роботов. Участие в разработке самой системы и программного обеспечения для нее, принял выходец из Иркутска Евгений Горбовской. По словам Язева, то, что они, студенты и аспиранты МГУ, «практически «на коленке» за стипендию и зарплату соорудили, на самом деле стоит не один миллион долларов». Сейчас такие телескопы стоят в Подмосковье, на Урале, здесь в Тункинской долине, в Благовещенске, в Кисловодске и в Крыму. На одном из островов Канарского архипелага рядом с огромными испанскими телескопами стоит телескоп МАСТЕР. Такой же установлен в ЮАР, где теперь тоже открывают массу объектов в Южном полушарии. И на спутнике «Ломоносов», который создан в МГУ, установлен небольшой телескоп, включенный в эту систему.

«Наш телескоп много раз первым в мире наводился на объект, за которым затем наблюдали в разных точках планеты, у него масса открытий, — говорит Язев. —Астроном может прийти утром и увидеть, что телескоп зафиксировал вспышку, уже ушла автоматическая телеграмма в научный центр, несколько больших телескопов по всему миру наблюдают явление, а мы все это открыли».

Кроме того, когда нет вспышек, телескоп просто систематически просматривает весь небосвод, открывая новые кометы, угрожающие Земле астероиды или сверхновые звезды в других галактиках. «В следующем году здесь будет установлена более мощная оптика, а эти трубы поедут в Аргентину», — рассказывают ученые.

А в Тунке останутся зеркальные «черенковские» телескопы, мозаика «кастрюлек» и «ящичков», соединенных под землей оптоволоконной сетью. Пасущиеся коровы. Кот — «потомственный научный сотрудник». И вопросы «темной материи».


Фотографии: обложка, 1 — Владимир Смирнов; 2, 3, 4, 5, 6, 7 — Иркутский государственный университет

Share
скопировать ссылку

Читайте также:

Итоги 2013: Главные слова и фразы уходящего года (Часть 1)
Итоги 2013: Главные слова и фразы уходящего года (Часть 1) 3D-принтер, абажур из либералов, песня столичного градоначальника и другие слова и явления, оказавшиеся в лексиконе горожанина в 2013 году — The Village собрал первую часть традиционного словаря.
Итоги 2013: Главные слова и фразы уходящего года (Часть 1)

Итоги 2013: Главные слова и фразы уходящего года (Часть 1)
3D-принтер, абажур из либералов, песня столичного градоначальника и другие слова и явления, оказавшиеся в лексиконе горожанина в 2013 году — The Village собрал первую часть традиционного словаря.

Учёные — про северное сияние и солнечное затмение в Петербурге
Учёные — про северное сияние и солнечное затмение в Петербурге Представители Пулковской обсерватории и Петербургского планетария — о том, увидим ли мы полярное сияние и сегодня вечером, а также о том, можно ли будет сфотографировать солнечное затмение 20 марта
Учёные — про северное сияние и солнечное затмение в Петербурге

Учёные — про северное сияние и солнечное затмение в Петербурге
Представители Пулковской обсерватории и Петербургского планетария — о том, увидим ли мы полярное сияние и сегодня вечером, а также о том, можно ли будет сфотографировать солнечное затмение 20 марта

Тэги

Сюжет

Люди

Места

Бренды

Новое и лучшее

Чем заняться в Москве с 14 по 23 января

Скорее всего, вы пьете не настоящий матча. Как цветной напиток стал великим московским обманом

Куда могут поехать россияне, привитые «Спутником V»

Чайная пара, кружки и целый сервиз: Где покупать красивую посуду

Как Пол Томас Андерсон переосмыслил жанр подростковой драмы в «Лакричной пицце»

Первая полоса

Чем заняться в Москве с 14 по 23 января
Чем заняться в Москве с 14 по 23 января Выставка про Цоя, фестиваль экспериментальной электроники и дегустация отечественного вина
Чем заняться в Москве с 14 по 23 января

Чем заняться в Москве с 14 по 23 января
Выставка про Цоя, фестиваль экспериментальной электроники и дегустация отечественного вина

Скорее всего, вы пьете не настоящий матча. Как цветной напиток стал великим московским обманом
Скорее всего, вы пьете не настоящий матча. Как цветной напиток стал великим московским обманом
Скорее всего, вы пьете не настоящий матча. Как цветной напиток стал великим московским обманом

Скорее всего, вы пьете не настоящий матча. Как цветной напиток стал великим московским обманом

Куда могут поехать россияне, привитые «Спутником V»
Куда могут поехать россияне, привитые «Спутником V» Составили список таких стран
Куда могут поехать россияне, привитые «Спутником V»

Куда могут поехать россияне, привитые «Спутником V»
Составили список таких стран

Чайная пара, кружки и целый сервиз: Где покупать красивую посуду
Чайная пара, кружки и целый сервиз: Где покупать красивую посуду
Чайная пара, кружки и целый сервиз: Где покупать красивую посуду

Чайная пара, кружки и целый сервиз: Где покупать красивую посуду

Как Пол Томас Андерсон переосмыслил жанр подростковой драмы в «Лакричной пицце»
Как Пол Томас Андерсон переосмыслил жанр подростковой драмы в «Лакричной пицце» Алиса Таёжная — о главном фильме этой зимы
Как Пол Томас Андерсон переосмыслил жанр подростковой драмы в «Лакричной пицце»

Как Пол Томас Андерсон переосмыслил жанр подростковой драмы в «Лакричной пицце»
Алиса Таёжная — о главном фильме этой зимы

«Спасите мою душу»:
С чем боролись художники, создавая свои работы
Спецпроект
«Спасите мою душу»: С чем боролись художники, создавая свои работы
«Спасите мою душу»:
С чем боролись художники, создавая свои работы
Спецпроект

«Спасите мою душу»: С чем боролись художники, создавая свои работы

Кто такие охотники за северным сиянием и как его увидеть под Петербургом
Кто такие охотники за северным сиянием и как его увидеть под Петербургом
Кто такие охотники за северным сиянием и как его увидеть под Петербургом

Кто такие охотники за северным сиянием и как его увидеть под Петербургом

Монеточка обвинила Mash в раскрытии ее московского адреса
Монеточка обвинила Mash в раскрытии ее московского адреса Выяснили, стоит ли судиться в такой ситуации
Монеточка обвинила Mash в раскрытии ее московского адреса

Монеточка обвинила Mash в раскрытии ее московского адреса
Выяснили, стоит ли судиться в такой ситуации

«Пять гребаных лет за говно»
«Пять гребаных лет за говно» Что пишут в соцсетях про уголовное дело против автора инсталляции в виде какашки
«Пять гребаных лет за говно»

«Пять гребаных лет за говно»
Что пишут в соцсетях про уголовное дело против автора инсталляции в виде какашки

Как обсуждать повышение зарплаты
Как обсуждать повышение зарплаты Чтобы не поссориться с начальником и добиться своего
Как обсуждать повышение зарплаты

Как обсуждать повышение зарплаты
Чтобы не поссориться с начальником и добиться своего

Внутреннее море, футуризм и современное искусство: Зачем ехать в Катар
Внутреннее море, футуризм и современное искусство: Зачем ехать в Катар
Внутреннее море, футуризм и современное искусство: Зачем ехать в Катар

Внутреннее море, футуризм и современное искусство: Зачем ехать в Катар

В моменте или в инстаграме? Как изменилось наше отношение к фотографиям с вечеринок
Спецпроект
В моменте или в инстаграме? Как изменилось наше отношение к фотографиям с вечеринок
В моменте или в инстаграме? Как изменилось наше отношение к фотографиям с вечеринок
Спецпроект

В моменте или в инстаграме? Как изменилось наше отношение к фотографиям с вечеринок

Ограничивать время в соцсетях
Ограничивать время в соцсетях Чтобы больше успевать и сохранять душевное равновесие
Ограничивать время в соцсетях

Ограничивать время в соцсетях
Чтобы больше успевать и сохранять душевное равновесие

Почему не стоит думать, что заводить полезные знакомства могут только экстраверты
Почему не стоит думать, что заводить полезные знакомства могут только экстраверты
Почему не стоит думать, что заводить полезные знакомства могут только экстраверты

Почему не стоит думать, что заводить полезные знакомства могут только экстраверты

Место для шага назад: Что можно узнать о Цое из выставки-байопика «Виктор Цой. Путь героя» в «Манеже»
Место для шага назад: Что можно узнать о Цое из выставки-байопика «Виктор Цой. Путь героя» в «Манеже»
Место для шага назад: Что можно узнать о Цое из выставки-байопика «Виктор Цой. Путь героя» в «Манеже»

Место для шага назад: Что можно узнать о Цое из выставки-байопика «Виктор Цой. Путь героя» в «Манеже»

Загадки Центрального телеграфа
Спецпроект
Загадки Центрального телеграфа От главного пункта связи страны до праздничной иллюминации
Загадки Центрального телеграфа
Спецпроект

Загадки Центрального телеграфа
От главного пункта связи страны до праздничной иллюминации

«Орнитология», Макбет и книга про лес
«Орнитология», Макбет и книга про лес Что слушать, смотреть и читать на выходных
«Орнитология», Макбет и книга про лес

«Орнитология», Макбет и книга про лес
Что слушать, смотреть и читать на выходных

Дорогой аудиодневник: Чем хорош «Caprisongs» — на первый взгляд необязательный микстейп FKA Twigs
Дорогой аудиодневник: Чем хорош «Caprisongs» — на первый взгляд необязательный микстейп FKA Twigs
Дорогой аудиодневник: Чем хорош «Caprisongs» — на первый взгляд необязательный микстейп FKA Twigs

Дорогой аудиодневник: Чем хорош «Caprisongs» — на первый взгляд необязательный микстейп FKA Twigs

Код курьера: Зачем компании за свой счет переучивают таксистов, кладовщиков и доставщиков на IT-специальности
Код курьера: Зачем компании за свой счет переучивают таксистов, кладовщиков и доставщиков на IT-специальности
Код курьера: Зачем компании за свой счет переучивают таксистов, кладовщиков и доставщиков на IT-специальности

Код курьера: Зачем компании за свой счет переучивают таксистов, кладовщиков и доставщиков на IT-специальности

Драки под Чайковского и опиум в православном кресте: Что происходит в фильме «King’s Man: Начало»
Драки под Чайковского и опиум в православном кресте: Что происходит в фильме «King’s Man: Начало»
Драки под Чайковского и опиум в православном кресте: Что происходит в фильме «King’s Man: Начало»

Драки под Чайковского и опиум в православном кресте: Что происходит в фильме «King’s Man: Начало»

Подпишитесь на рассылку