Libmonster ID: UA-1529

 Доктор физико-математических наук Г. Б. ЖДАНОВ,

советник Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН)

стр. 57


В июле 2000 г. в подмосковном городе Дубна состоялась XXVI российская конференция по проблемам исследования космических лучей. В ней приняли участие ученые некоторых стран СНГ (Армении, Грузии, Казахстана, Узбекистана), а также Италии, Польши и Японии.

Ряд докладов и научных сообщений был посвящен изучению состава и энергетического спектра первичных космических лучей. Дело в том, что они состоят из легких (водород и гелий), средних (углерод, азот, кислород) и тяжелых - (в основном - железо) полностью ионизированных атомных ядер. Их соотношение в зависимости от энергетического уровня, особенно в области так называемого "колена" * , т.е. в пределах 3 х 10 15 - 10 16 эВ, вызывает наибольшие споры ученых.

Различные эксперименты, проведенные в одних и тех же условиях, дали прямо противоположные результаты. Так, Я. Малиновски (Польша) при исследовании адронной компоненты космических лучей экспедицией ФИАНа на Памире нашел избыток протонов в области энергетического спектра ("колена"). А его соотечественница X. Белявска на основе тех же данных пришла к иному выводу. Скрупулезное рассмотрение рентгеновской пленки, через которую проходил поток космических лучей, позволило ей высказать мысль, что образующаяся темная окружность, или, как говорят ученые, гало-выделяемая область вокруг сильно затемненной центральной части вообще не дает права утверждать о наличии в ней излома.

Интересные данные сообщила представитель Объединенного института ядерных исследований (Дубна) Г. К. Устинова. Изучая образцы метеоритов, она пришла к выводу, что на ранних этапах развития Солнечной системы состав первичного космического излучения был существенно "тяжелее" известного ныне.

И еще одна загадка, касающаяся наличия в первичных космических лучах частиц ультравысоких энергий (10 20 эВ и выше). По предположению К. Грейзена (США), Г. Т. Зацепина и В. А. Кузьмина (Институт ядерных исследований РАН), эти частицы должны практически полностью поглощаться насыщающим все галактическое пространство сильно остывшим реликтовым, оставшимся от Большого взрыва, фотонным излучением. К сожалению, объяснение данному феномену до сих пор не найдено, а выдвигаемые гипотезы эксперименты не подтверждают.

Следующая очень важная тема, обсуждавшаяся на конференции, была связана с выяснением природы ядерно-электронного каскада, называемого широкими атмосферными ливнями (ШАЛ), образующимися при взаимодействии первичного космического излучения с атмосферой Земли. Ранее это явление детально изучала группа ученых под руководством А. П. Чубенко (ФИАН) на Тянь-Шаньской станции. Ученые обнаружили аномальное запаздывание "волны" внутри каскада (она состояла из нейтронов и электронов) по сравнению с его фронтом. Член - корреспондент РАН С. И. Никольский (ФИАН) выдвинул гипотезу, объясняющую это явление образованием кварк-глюонной плазмы ** , являющейся источником сравнительно медленных (нерелятивистских) частиц. И эксперименты, проведенные в Европейской лаборатории элементарных частиц (ЦЕРН, Швейцария), подтвердили возможность кратковременного образования такой субстанции при столкновении достаточно тяжелых атомных ядер высоких энергий. При этом кварки и глюоны, находящиеся в ядре и обеспечивающие сильное взаимодействие между нуклонами, переходят в свободное состояние (фазовый переход).

Следует отметить: изучение ШАЛ не является самоцелью. Но по количеству приходящих с ними частиц и их энергии, опираясь на различные теоретические модели, можно получить характеристики первичного космического излучения. О полученных результатах в этой области рассказал на конференции Н. Н. Калмыков из Научно - исследовательского института ядерной физики (НИИЯФ) МГУ.

На научном форуме шла речь и о других загадках, не имеющих


* См.: Г. Б. Жданов. Загадки космического излучения. - Наука в России, 1999, N 2 (прим. ред.).

** См.: Ю. А. Симонов, В. И. Шевченко. Пленение и освобождение кварков. - Наука в России, 1998, N 2 (прим. ред.).

стр. 58


пока теоретического толкования. Так, А. А. Иванов (Институт космофизических исследований и аэрономии, Якутск) обнаружил, что состав частиц наклонных ливней (падающих на изучающий прибор под углом, отличным от 90 о ) сверхвысоких энергий из электронно- фотонного постепенно переходит в мюонный. В свою очередь, В. П. Сулаков (НИИЯФ МГУ) определил неравномерность прихода ШАЛ. Оказывается, они имеют волнообразный характер и их пики чередуются приблизительно через одну минуту.

Надо сказать, что ученые изучают широкие атмосферные ливни не только с помощью различной аппаратуры, но и методами математического моделирования ядерно-каскадных процессов. В этом случае, считает Т. С. Юлдашбаев (Физико-технический институт, Ташкент), будет полезен метод оценки вероятности перехода заряженных пи-мезонов при столкновении с атмосферой в нейтральные (пи-мезоны), которые в свою очередь практически мгновенно распадаются на два игрек-кванта.

Все перечисленные эксперименты по анализу возраста ШАЛ с разным числом частиц позволяют физикам приблизиться к выяснению характеристик взаимодействия первичного космического излучения с атомными ядрами земной атмосферы.

На специальной секции конференции обсуждались и новые данные о свойствах мюонов и нейтрино высоких энергий. В частности, А. А. Петрухин из Московского инженерно-физического института (МИФИ) высказал интересную гипотезу мюонного ливня (высокоэнергичный мюон рождает себе подобные) в области 10 15 -10 16 эВ. Именно этим, считает ученый, можно в принципе объяснить появление излома ("колена") в спектре первичного космического излучения. Представитель того же института Р. П. Кокоулин обратил особое внимание на эксперименты по достоверной регистрации нейтрино высокой (свыше 10 17 эВ) энергии. Полученные данные, по его

стр. 59


мнению, помогут физикам обнаруживать и изучать источники первичных космических лучей, включая гамма-излучение высоких энергий и явление кратковременных гамма-всплесков умеренной мощности.

Попытки ученых разных стран обнаружить излучение от вспыхнувшей в 1987 г. сверхновой звезды удалось пока только в радиодиапазоне. Сделать аналогичное в гамма-диапазоне успехом не увенчалось. Больше повезло группе А. А. Степаняна (Крымская астрофизическая лаборатория). Она зарегистрировала периодическое излучение от известного специалистам с 80-х годов XX в. пульсара Геминга, а также поляризованное - от активного ядра нашей Галактики.

Увенчались успехом труды и другого коллектива российских ученых - группы В. Г. Синициной (ФИАН). В горах Тянь-Шаня с помощью установки "ШАЛОН" ей удалось надежно "поймать" излучение от четырех галактических и пяти метагалактических источников.

О свойствах гамма - всплесков, приходящих из далеких космических глубин, рассказал В. М. Гартманов (Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе, Санкт-Петербург). Детальное изучение их спектра позволит определить количество рассеянных в межзвездном пространстве атомов водорода и при этом оценить плотность скрытой, не светящейся массы Вселенной.

Среди теоретических докладов по той же тематике наиболее содержательным было выступление Е. Г. Бережко (Институт космофизических исследований и аэрономии, Якутск), который уже в течение ряда лет ведет расчеты ускорения первичных космических лучей на ударных волнах, порождаемых как взрывами сверхновых звезд, так и солнечным ветром на границе гелиосферы. В результате ученому впервые удалось создать их математические модели.

стр. 60


В несколько ином направлении работают группы А. А. Лагутина (Барнаульский государственный университет) и В. С. Птускина (ФИАН). Они изучают степень возможного влияния неоднородностей распределения галактик на диффузию первичных космических лучей. Из этих исследований делать выводы еще рано, но их перспективность не вызывает сомнений у многих присутствовавших на форуме.

Работа одной из секций конференции была посвящена изысканиям, включающим мониторинг интенсивности космических лучей и связанным с солнечной активностью влиянием их вариаций на различного рода земные явления. В частности, А. П. Чубенко в соавторстве с А. В. Гуревичем теоретически и экспериментально изучали взаимосвязь между ШАЛ и грозовыми явлениями. Ученые находятся в начале исследований и выводы делать пока рано. А П. Е. Покревский (Долгопрудненская научная станция ФИАН, работающая в содружестве с Центральной астрономической обсерваторией, Москва) сообщил о влиянии первичных космических лучей не только на облачность и осадки над сушей, но и на концентрацию облаков над океанами. Мало того, оказывается существует связь (доклад А. М. Гальпера, МИФИ) между крупномасштабными сейсмическими процессами и хаотичным высыпанием на Землю частиц из радиационных поясов нашей планеты под действием солнечной активности. Правда, это происходит в основном в высоких широтах.

Таким образом, успешно развивается начатое в свое время замечательным российским ученым А. Л. Чижевским * направление исследований многообразных проявлений влияния космических лучей на значимые события нашей земной жизни. Эту тематику вот уже много лет продолжают разрабатывать в Институте земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН (Троицк) ** . В частности, здесь регулярно отслеживают и прогнозируют магнитные бури.

Среди предложений по совершенствованию экспериментальной базы заслуживает внимание проект создания складного зеркала диаметром 3 м, в фокусе которого находится фотоприемник, состоящий из 2500 ячеек. Этот уникальный агрегат, предназначенный для размещения на международной космической станции, по мнению Б. А. Хренова (НИИЯФ МГУ), сможет регистрировать создаваемые первичным космическим излучением ультравысокой энергии (свыше 10 19 эВ) флуоресцентное свечение на площади до 1 000 000 км 2 .

Внимание аудитории привлекло и сообщение А. П. Чубенко (ФИАН) об успешном развитии проекта ионизационного нейтронного калориметра (ИНКА). В нем наряду с обычным методом измерения энергии и заряда первичных космических лучей будут использованы нейтронные счетчики. Эта комбинированная методика, уже прокалиброванная на ускорителе в Протвино *** , позволит с большой степенью надежности отождествлять электронную компоненту космического излучения, приходящего от нескольких возможных источников, расположенных сравнительно недалеко от Земли.

В свою очередь, С. Наваро (Италия) рассказал о проекте создания миниатюрного (размером не более десятка сантиметров) прибора на кремниевых детекторах с очень высоким пространственным разрешением (порядка 30 мк). Эта "малютка" при запуске в стратосферу сможет отделять в первичных космических лучах протоны от средних ядер (углерод, азот, кислород), а последние - от тяжелых (железо).

И наконец, обратил на себя внимание проект разработки магнитного спектрометра, который при запуске в стратосферу станет анализировать состав космических лучей сравнительно невысоких энергий (до 10 11 эВ), определяя при этом соотношение количества частиц и античастиц среди протонов, электронов и мюонов.

С планами существенной модернизации большой установки "{CASCADE" (Германия), регистрирующей все компоненты ШАЛ, в рамках германо- польского сотрудничества познакомил собравшихся Я. Кемпа (Польша). К сожалению, она расположена почти на уровне моря, что значительно снижает шансы на обнаружение новых явлений. И в экспериментальном, и в теоретическом плане "KASCADE" явно уступает высокогорным установкам на Тянь-Шане, Памире, Тибете и Чакалтаи (Боливия).

Результаты хорошо организованной и успешно проведенной конференции еще раз убеждают: сотрудничество ученых разных стран способствует быстрейшему решению проблем исследования первичного космического излучения, познанию тайн материи.


* См.: Л. В. Голованов. Человек, породнивший науку о жизни с наукой о звездах. - Наука в России, 1997, N 6 (прим. ред.).

** См.: В. А. Матвеев, В. Д. Лаптев. От суконной фабрики к фундаментальной науке. - Наука в России, 1999, N 6 (прим. ред.).

*** См.: Л. С. Ширшов. В 30 лет - вторая молодость. - Наука в России, 1998, N 4 (прим. ред.).


© elibrary.com.ua

Permanent link to this publication:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/ВСЕЛЕННАЯ-К-НАМ-В-ГОСТИ

Similar publications: LRussia LWorld Y G


Publisher:

Бельбек ТахумовContacts and other materials (articles, photo, files etc)

Author's official page at Libmonster: https://elibrary.com.ua/Scientist

Find other author's materials at: Libmonster (all the World)GoogleYandex

Permanent link for scientific papers (for citations):

ВСЕЛЕННАЯ - К НАМ В ГОСТИ // Kiev: Library of Ukraine (ELIBRARY.COM.UA). Updated: 17.06.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/ВСЕЛЕННАЯ-К-НАМ-В-ГОСТИ (date of access: 28.11.2021).


Comments:



Reviews of professional authors
Order by: 
Per page: 
 
  • There are no comments yet
Related topics
Publisher
Rating
0 votes
Related Articles
IN THE INTERESTS OF ENERGY STABILITY
4 days ago · From Україна Онлайн
Аварии на топливе Westinghouse случались и ранее, начиная с 1979 года, когда произошла крупнейшая в истории США авария на АЭС Три-Майл-Айленд, в результате которой зафиксировано расплавление 50% активной зоны реактора. Далее Westinghouse делала попытки торговать с Чехией, однако опасные эксперименты по замене оригинального топлива окончились досрочной его выгрузкой из 1-го энергоблока АЭС Темелин в январе 2007 года, по причине его сильной деформации. Вышедшие из строя вэстингхаусовские тепловыводящие сборки на 3-м энергоблоке Южно-Украинской АЭС были в экстренном порядке заменены на стандартные ТВЭЛовские.
Catalog: Экология 
5 days ago · From Naina Kravetz
HISTORY OF ROADS AND GROUND TRANSPORT ACCORDING TO ARCHEOLOGICAL DATA
Catalog: История 
7 days ago · From Україна Онлайн
BASIC UNIT FOR THE AMERICAN ACCELERATOR
8 days ago · From Україна Онлайн
TRANSITION TO CONTROLLED EVOLUTION OF THE BIOSPHERE
Catalog: Биология 
8 days ago · From Україна Онлайн
DEVONIAN PALEOSOILS OF THE ANDOMA MOUNTAIN
8 days ago · From Україна Онлайн
Безопасно ли брать кредит в Интернете?
Catalog: Экономика 
9 days ago · From Україна Онлайн
Знакомьтесь! Google: Платформа для маркетинга
9 days ago · From Україна Онлайн
Как узнать актуальный курс валют на сегодня?
Catalog: Экономика 
9 days ago · From Україна Онлайн
EUROPEAN NORTH: HISTORY OF EXPLORATION IN DOCUMENTS
Catalog: География 
10 days ago · From Україна Онлайн

Actual publications:

Latest ARTICLES:

ELIBRARY.COM.UA is an Ukrainian library, repository of author's heritage and archive

Register & start to create your original collection of articles, books, research, biographies, photographs, files. It's convenient and free. Click here to register as an author. Share with the world your works!
ВСЕЛЕННАЯ - К НАМ В ГОСТИ
 

Contacts
Watch out for new publications: News only: Chat for Authors:

About · News · For Advertisers · Donate to Libmonster

Ukraine Library ® All rights reserved.
2009-2021, ELIBRARY.COM.UA is a part of Libmonster, international library network (open map)
Keeping the heritage of Ukraine


LIBMONSTER NETWORK ONE WORLD - ONE LIBRARY

US-Great Britain Sweden Serbia
Russia Belarus Ukraine Kazakhstan Moldova Tajikistan Estonia Russia-2 Belarus-2

Create and store your author's collection at Libmonster: articles, books, studies. Libmonster will spread your heritage all over the world (through a network of branches, partner libraries, search engines, social networks). You will be able to share a link to your profile with colleagues, students, readers and other interested parties, in order to acquaint them with your copyright heritage. After registration at your disposal - more than 100 tools for creating your own author's collection. It is free: it was, it is and always will be.

Download app for smartphones