Якутская комплексная установка ШАЛ им. Д.Д. Красильникова

УНУ ЯКУШАЛ новая страница (перейти)

678011, Республика Саха (Якутия) с. Октемцы Хангаласского улуса
Телефоны:          +7 (4112) 39 04 65
                          +7 (411 44) 24 433
Факс:                  +7 (4112) 39 04 50

 


Заведующий установкой – И.Т. Макаров

  Макаров Иван Тимофеевич

shall-shema 1Якутская комплексная установка ШАЛ представляет собой стационарный научно-исследовательский полигон, расположенный в долине реки Лены в 55 км южнее г. Якутска (61.7о с. ш., 129.4о в.д., 110 м над уровнем моря, глубина атмосферы – 1020 г·см-2).

Установка предназначена для исследования космического излучения сверхвысоких энергий, достигающего атмосферы Земли. Изучаются развитие каскадных процессов в атмосфере Земли, а также характеристики первичного излучения: интенсивность, энергетический спектр, состав, источники (области), генерирующие частицы с энергией в сотни и тысячи раз превышающие энергии, достигнутые в настоящее время на современных ускорителях мира.
В 1972 Якутская установка была выделена в отдельное структурное подразделение Института и стала называться лабораторией комплексных измерений частиц сверхвысоких энергий (ЛКИЧСВЭ). В период 1972-1992 гг. лабораторией заведовал Егоров Т. А., затем  с 1992 по 2005г. --Колосов В.А. В 2005г. лаборатория КИЧСВЭ была преобразована в филиал института и заведующим был назначен Макаров И.Т.  Установка является самостоятельной хозяйственной структурой института со своим финансированием, автомобилями и гаражами. На территории имеется общежитие для сотрудников института, котельная, общая столовая,  на балансе 7 единиц техники, для обслуживания  станций наблюдений  на площади 12 км2. Общее число сотрудников станции 26, из них 17 человек являются инженерными сотрудниками
Краткое описание методики
При вхождении частицы космического излучения в атмосферу Земли и ее неупругом взаимодействии с ядром атома воздуха возникают потоки вторичных частиц за счет ядерного и электромагнитного каскадов. Таких вторичных частиц в одном событии может быть от 106 до 1011 которые покрывают площади до 5 км в диаметре. Такой поток вторичных частиц называют широким атмосферным ливнем (ШАЛ). Именно это обстоятельство позволяет вести регистрацию ШАЛ установками с сетью детекторов, раздвинутых на относительно большие расстояния друг от друга, и контролировать площади в десятки и более квадратных километров. Одной из таких крупных установок в мире является Якутская комплексная установка ШАЛ.
Основные характеристики установки:

  • Энергетический диапазон исследуемых частиц - 1015- 1020 эВ;
  • Контролируемая площадь (светосила установки) - 12 км2 (18 км2 до 1990 г.);
  • Измеряемая доля энергии ливневого каскада - 90%.
Схема расположения детекторов и электроники в станции наблюдения

Схема расположения детекторов и электроники в станции наблюдения

Электронно-фотонная и мюонная компоненты вторичных частиц измеряются детекторами на основе пластических сцинтилляторов толщиной 5 см и площадью 2 м2 каждый. Такие детекторы находятся в станциях наблюдений, образующих правильные треугольники со сторонами 500 и 1000 м. В центре установки имеется сгущение станций с раздвижениями от 50 до 250 м.
В настоящее время 49 станций, участвующих в отборе событий, расположены в круге радиусом 2 км, так чтобы образовывалась сетка из правильных треугольников. На 19-ти станциях в круге радиусом 1 км помимо сцинтилляционных счетчиков установлены приемники черенковского излучения ШАЛ - черенковские интегральные детекторы. Черенковское излучение ШАЛ в атмосфере Земли регистрируется в безлунные ночи оптическими приборами с площадью фотоприемников 176 см2, расположенными на большинстве станций.
На расстоянии 0.5 км от центра установлены 3 мюонных детектора с площадью 20 м2 каждый, в центре установки расположен большой мюонный детектор с площадью 200м2.
Также на расстоянии 0.5 км от центра находятся 3 дифференциальных черенковских детектора (камеры обскура), для исследования профильного развития ливня
Всего на установке имеется более 400 детекторов разного типа. Сбор данных и контроль за работой установки осуществляется круглосуточно под управлением компьютеров на протяжении 8-9 месяцев в году (кроме лета).

В настоящее время Якутская установка ШАЛ является единственной в России и одной из крупнейших установок в мире, ведущих исследования в области энергий выше 1017 эВ. Основное и существенное её отличие от зарубежных аналогов - комплексность измерений характеристик ШАЛ. Только на Якутской установке ШАЛ реализовано одновременное измерение трех главных компонент ливня: потоков электронов, мюонов и излучения Вавилова - Черенкова частицами ШАЛ в атмосфере