Из космоса как из ведра

Ловить и изучать ливни из космических лучей
Научная база, или Что нужно об этом знать?
Суть исследования, или Что делают ученые?
Роль волонтера, или Что могу сделать я?
Если вы хотите стать испытателем
Илья Фомин    

Команда учёных из Дубны уже несколько лет работает над проектом «Ливни знаний» — базой данных станции «РУСАЛКа», которая регистрирует широкие атмосферные ливни и выводит данные на сайт, где любой желающий может их обработать.

Космические лучи

Гражданская наука: досье проекта

Наука физика
Кто исследует Объединенный институт ядерных исследований
Объект космические лучи
Цель изучить космические лучи
Место Дубна
Сроки открыты
Сбор испытателей открыт без даты завершения

Научная база, или Что нужно об этом знать?

Широкие атмосферные ливни (ШАЛ) — это каскады частиц, которые образуются, когда через земную атмосферу проходят космические лучи. Последние состоят из высокоэнергетических элементарных частиц, рождённых в недрах звёзд (в том числе Солнце), вспышками сверхновых, некоторыми видами чёрных дыр. Бесчисленное количество таких лучей непрерывно атакует Землю.

Когда частицы космических лучей входят в земную атмосферу, они задевают частицы газов, и те тоже устремляются к Земле. Это как в бильярде: биток, по которому ударили кием, задевает шар, и тот в свою очередь сталкивается с другими шарами. В результате таких столкновений и возникает явление, которое физики называют «атмосферными ливнями». Чем больше начальная энергия космического луча, тем шире диаметр атмосферного ливня.

Если детектор засекает такой ливень, можно определить, под каким углом космический луч вошёл в атмосферу, вычислить, откуда он прилетел, и уточнить существующую карту космических тел. Этим и занимаются учёные и волонтёры в проекте «Ливни знаний».

Суть исследования, или Что делают ученые?

Сотрудники Объединённого института ядерных исследований построили несколько сцинтилляционных детекторов. Они состоят из пластиковой оболочки и фотоэлектронного умножителя, а работают следующим образом: при поглощении ионизирующего излучения (частиц ШАЛ) особый пластик в составе оболочки выделяет фотоны, которые фиксируют датчики фотоэлектронного умножителя. Детекторы образуют станцию с романтичным названием «РУСАЛка» — Распределённая УСтановка для регистрации Атмосферных Ливней. Обработанные данные позволят учёным глубже исследовать явление, а также установить некоторые закономерности, например связь между интенсивностью ШАЛ и перепадами атмосферного давления.

Роль волонтера, или Что могу сделать я?

Данные со всех детекторов попадают в общедоступную базу данных на сайте проекта. Здесь любой желающий может их обработать. Для этого не нужно хорошо разбираться в специальных программах для астрофизиков — достаточно базовых знаний по физике, статистике и математике. В принципе, хватит и школьного образования.

Компьютерная модель ливня, возникшего от первичного протона энергии 1ТэВ, ударившего в атмосферу на высоте 20 км. Внизу изображено побережье в масштабе.

На сайте нужно зарегистрироваться и задать несколько параметров: интересующий отрезок времени; станции, данные с которых будут обрабатываться; точность измерений. В итоге волонтёр получит гистограмму — график, в котором данные представлены наглядно. Таких гистограмм нужно собрать несколько и сравнить между собой. Какой-то параметр наверняка будет выбиваться из общей картины: например, на одном участке обнаружится резкое падение зарегистрированных частиц ШАЛ. Тогда нужно будет построить новую гистограмму участка и разобраться, с чем связаны изменения.

Интересные результаты наблюдений испытатели обсудят с куратором проекта Георгием Шёлковым на форуме сайта. Если они представляют научную ценность, сотрудники ОИЯИ помогут провести дальнейшие исследования и подготовить научную публикацию.

Если вы хотите стать испытателем

Чтобы принять участие в проекте, нужно зарегистрироваться на сайте.

Иллюстрации