Как это работает4 сентября 2017

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
0
скопировать ссылку

Читайте также:

Итоги 2013: Главные слова и фразы уходящего года (Часть 1)
Итоги года 2013
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 года 2013

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
Комментарии
Учёные — про северное сияние и солнечное затмение в ПетербургеПредставители 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
Комментарии

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

Итоги 2013: Главные слова и фразы уходящего года (Часть 1)
Итоги года 2013
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 года 2013

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
Комментарии
Учёные — про северное сияние и солнечное затмение в ПетербургеПредставители 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
Комментарии

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

Комментарии

0 комментариев

Тэги

Сюжет

Люди

Места

Бренды

Новое и лучшее

Как купить счастье: 5 простых советов

Могильный камень преткновения

Матча — не только пить: Как готовить с ним и использовать в косметике

Как в «Циферблате» образовалась новая российская музыкальная сцена

Что носить осенью: 24 варианта пальто для прохладных дней

Первая полоса

Как купить счастье: 5 простых советов
Проще простого
Как купить счастье: 5 простых советовНа что ученые рекомендуют тратить деньги, чтобы стать счастливее
Как купить счастье: 5 простых советов
Проще простого

Как купить счастье: 5 простых советов На что ученые рекомендуют тратить деньги, чтобы стать счастливее

Могильный камень преткновения
Истории
Могильный камень преткновения Как РКН судится с автором «Википедии Обнинска» за публикацию персональных данных
Могильный камень преткновения
Истории

Могильный камень преткновения Как РКН судится с автором «Википедии Обнинска» за публикацию персональных данных

Матча — не только пить: Как готовить с ним и использовать в косметике
Гид The Village
Матча — не только пить: Как готовить с ним и использовать в косметике
Матча — не только пить: Как готовить с ним и использовать в косметике
Гид The Village

Матча — не только пить: Как готовить с ним и использовать в косметике

Как в «Циферблате» образовалась новая российская музыкальная сцена
Музыка

Как в «Циферблате» образовалась новая российская музыкальная сценаИ почему эксперимент невозможно повторить

Как в «Циферблате» образовалась новая российская музыкальная сцена
Музыка

Как в «Циферблате» образовалась новая российская музыкальная сцена И почему эксперимент невозможно повторить

Что носить осенью: 24 варианта пальто для прохладных дней
Гид The Village
Что носить осенью: 24 варианта пальто для прохладных дней
Что носить осенью: 24 варианта пальто для прохладных дней
Гид The Village

Что носить осенью: 24 варианта пальто для прохладных дней

Команда El Copitas откроет Tagliatella Caffé: аперитивное заведение, в котором будут работать только девушки
Новое в Петербурге
Команда El Copitas откроет Tagliatella Caffé: аперитивное заведение, в котором будут работать только девушки
Команда El Copitas откроет Tagliatella Caffé: аперитивное заведение, в котором будут работать только девушки
Новое в Петербурге

Команда El Copitas откроет Tagliatella Caffé: аперитивное заведение, в котором будут работать только девушки

«Я выбрал работу с меньшими доходами»
Работа
«Я выбрал работу с меньшими доходами»Люди, которые потеряли в деньгах и не жалеют об этом
«Я выбрал работу с меньшими доходами»
Работа

«Я выбрал работу с меньшими доходами» Люди, которые потеряли в деньгах и не жалеют об этом

Гаджет недели: Вертикальный беспроводной пылесос
Промо
Гаджет недели: Вертикальный беспроводной пылесосИ почему он может больше, чем вы думаете
Гаджет недели: Вертикальный беспроводной пылесос
Спецпроекты
Промо

Гаджет недели: Вертикальный беспроводной пылесос И почему он может больше, чем вы думаете

Откуда берутся привычки
Книга недели
Откуда берутся привычкиИ почему начать курить проще, чем начать бегать
Откуда берутся привычки
Книга недели

Откуда берутся привычки И почему начать курить проще, чем начать бегать

Как решить нерешаемую проблему
Промо
Как решить нерешаемую проблемуС помощью технологий и собственной головы
Как решить нерешаемую проблему
Спецпроекты
Промо

Как решить нерешаемую проблему С помощью технологий и собственной головы

Enique: От постхардкора до R'n'B и обратно
Музыка
Enique: От постхардкора до R'n'B и обратноОб эмо-эстетике, взрослении и дружбе с группой «Буерак»
Enique: От постхардкора до R'n'B и обратно
Музыка

Enique: От постхардкора до R'n'B и обратно Об эмо-эстетике, взрослении и дружбе с группой «Буерак»

Арсений Морозов — о 30-летии, утопической России без 2014 года и новом альбоме Арсения Крестителя
Музыка
Арсений Морозов — о 30-летии, утопической России без 2014 года и новом альбоме Арсения Крестителя
Арсений Морозов — о 30-летии, утопической России без 2014 года и новом альбоме Арсения Крестителя
Музыка

Арсений Морозов — о 30-летии, утопической России без 2014 года и новом альбоме Арсения Крестителя

Курьер, грузчик, таксист и работник «Макдоналдса» рассказывают, как купили жилье
Личные финансы
Курьер, грузчик, таксист и работник «Макдоналдса» рассказывают, как купили жильеИ делятся своими финансовыми лайфхаками
Курьер, грузчик, таксист и работник «Макдоналдса» рассказывают, как купили жилье
Личные финансы

Курьер, грузчик, таксист и работник «Макдоналдса» рассказывают, как купили жилье И делятся своими финансовыми лайфхаками

Новый конкурент «Братьев Караваевых», остерия с домашней пастой Osteria Unica, раки по-царски на Большой Садовой
Открытия недели
Новый конкурент «Братьев Караваевых», остерия с домашней пастой Osteria Unica, раки по-царски на Большой Садовой
Новый конкурент «Братьев Караваевых», остерия с домашней пастой Osteria Unica, раки по-царски на Большой Садовой
Открытия недели

Новый конкурент «Братьев Караваевых», остерия с домашней пастой Osteria Unica, раки по-царски на Большой Садовой

Вам это нужно: Палетка для макияжа от Ольги Бузовой и «Л'Этуаль»
Покупка недели
Вам это нужно: Палетка для макияжа от Ольги Бузовой и «Л'Этуаль»Да, теперь и косметика
Вам это нужно: Палетка для макияжа от Ольги Бузовой и «Л'Этуаль»
Покупка недели

Вам это нужно: Палетка для макияжа от Ольги Бузовой и «Л'Этуаль» Да, теперь и косметика

Сезон: Вспоминаем истории появления яблочных десертов и рассказываем, как их готовить
Рецепты шефов
Сезон: Вспоминаем истории появления яблочных десертов и рассказываем, как их готовить
Сезон: Вспоминаем истории появления яблочных десертов и рассказываем, как их готовить
Рецепты шефов

Сезон: Вспоминаем истории появления яблочных десертов и рассказываем, как их готовить

Гид по осенней Карелии
Путешествия

Гид по осенней КарелииКак провести выходные в краю озер и скал

Гид по осенней Карелии
Путешествия

Гид по осенней Карелии Как провести выходные в краю озер и скал

«Лето’85»: Квир-драма Озона о не таком уж мимолетном летнем романе со всеми приемами автора
Фильмы недели
«Лето’85»: Квир-драма Озона о не таком уж мимолетном летнем романе со всеми приемами автора
«Лето’85»: Квир-драма Озона о не таком уж мимолетном летнем романе со всеми приемами автора
Фильмы недели

«Лето’85»: Квир-драма Озона о не таком уж мимолетном летнем романе со всеми приемами автора

Коллаборация осени: Коллекция ароматических свечей IKEA x Byredo
Покупка недели
Коллаборация осени: Коллекция ароматических свечей IKEA x ByredoВ продаже совсем скоро
Коллаборация осени: Коллекция ароматических свечей IKEA x Byredo
Покупка недели

Коллаборация осени: Коллекция ароматических свечей IKEA x Byredo В продаже совсем скоро

Как на нас влияет шум городов
Что нового
Как на нас влияет шум городовЗвукорежиссер — о том, как мы сходим с ума от звуков мегаполиса
Как на нас влияет шум городов
Что нового

Как на нас влияет шум городов Звукорежиссер — о том, как мы сходим с ума от звуков мегаполиса

Подпишитесь на рассылку