Из истории создания ШАЛ

Содержание материала

О самой установке
Якутская комплексная установка широких атмосферных ливней (ШАЛ) предназначена для исследования первичного космического излучения (ПКИ) в области энергий 1017- 1020эВ.
Установка планировалась как экспериментальная база ряда научных институтов, координируемых Научным советом АН СССР по комплексной проблеме “Космические лучи”. Проект установки был разработан в институте под руководством Д.Д.Красильникова и при активном участии специалистов Физического института им.П.Н.Лебедева (руководитель С.И.Никольский) и Научно-исследовательского института ядсрной физики МГУ (руководитель Г.Б.Христиансен). Группы научных сотрудников этих институтов периодически работали на установке для решения совместных научных задач, участвовали в разработке аппаратуры и внедрении новых методик исследования. Создание Якутской комплексной установки ШАЛ (ЯКУШАЛ) и обеспечение на ней систематических наблюдений в течение более 30 лет позволили получить приоритетные результаты и существенно продвинуться вперед в исследовании ШАЛ и космических лучей предельно высоких энергий.
В 1982 г. руководители установки Д.Д.Красильников и Н.И.Ефимов за участие в цикле работ «Исследование первичного космического излучения сверхвысокой энергии» были удостоены высокого звания лауреатов Ленинской премии но науке и технике. В газетной статье "Вестники из дальних миров" академики С.Вернов и М.Марков писали:"...Особого упоминания заслуживает тонкая и изящная методика определения энергии первичных частиц, основанная на регистрации оптического излучения Вавилова-Черенкова, вызываемого в атмосфере заряженными частицами ливня. Авторам удалось сделать ряд открытии. Было также установлено абсолютное значение интенсивности первичного потока во всем интервале энергий от 1014—1020 электрон- вольт. Эти данные получили широкое признание и служат во всем мире для калибровки установок. С несомненностью доказано присутствие в первичном излучении частиц с энергиями 1019 -1020 электрон-вольт...Основные научные результаты исследований имеют безусловно приоритетный характер. Они пользуются широким признанием и известны как в нашей стране, так и за рубежом. Этот цикл заслуженно выдвинут на соискание Ленинской премии".
В отличие от зарубежных аналогов {"Fly’s Eye”-CII1A, "AGASA" Япония) Якутская установка обеспечивает получение комплексной информации по всем основным компонентам ШАЛ: электронам, мюонам, потоку черенковского света и радиоизлучению от ливня (эпизодически).
Комплексные измерения ШАЛ позволяют изучать характеристики ПКИ с энергией выше 1017 эВ - энергетический спектр, анизотропию в направлениях прихода частиц для выявления возможных источников частиц сверхвысоких энергий. Исследуются также основные параметры элементарного акта ядерных взаимодействий адронов в сверхускоригельной области энергий.
Первая очередь установки представляла собой сеть из 59 станций наблюдения, расположенных по определенной геометрии на площади около 20 км2 и соединенных с центральным регистрирующим устройством кабельным и воздушным линиями связи.
На каждой станции было установлено по два сцинтилляционных счетчика площадью 2м2 каждый и один приемник черенковского света с одним или тремя фотоумножителями, автомагически осуществляется запись информации об индивидуальном ливне: плотность заряженных частиц, плотность потока черенковского света, время прихода частиц (уг­ловые координаты прихода ливня), с помощью коммуникаций - передача соответствующих команд из центра на станции наблюдения и сбор информации.
Основной детектор - сцинтилляционный счетчик был разработан и создан специалистами установки ШАЛ. Данные детекторы работают на установке около 30 лет, и за столь долгое время эксплуатации не было отмечено заметного уменьшения световыхода сцинтилляторов, что даст право утверждать, что многолетний эксперимент в Якутске проходит на качественном уровне.
На установке также разработаны и созданы несколько модификаций приемников черенковского излучения. Разработаны специальные детекторы для исследования формы и длительности черенковского излучения. В 1987 г. были созданы три новых детектора мюонов (по 20 м2 ), а в настоящее время запущен в эксплуатацию детектор мюонов площадью 200 м2. Различный набор раздвижений между детекторами обеспечивает надежные измерения характеристик ШАЛ в различных энергетических интервалах и дает требуемую точность нахождения направления прихода первичной частицы. Оптические наблюдения для регистрации черенковского света частиц ШАЛ ведутся в ясные безлунные ночи, что составляет примерно 6% от календарного времени.