ФГБУН ФИЦ «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»
Институт космофизических исследований и аэрономии им. Ю.Г. Шафера
Сибирского отделения Российской академии наук
ИКФИА СО РАН

Якутская установка ШАЛ: создание, проведение исследований, результаты…

Этапы создания установки

В 1953 г. Дмитрий Данилович Красильников под влиянием ведущего ученого ФИАН СССР С.И.Никольского серьёзно и надолго заинтересовался исследованием космических лучей (КЛ) методом широких атмосферных ливней (ШАЛ), и поэтому 1953 г. можно по праву считать годом начала в Якутии научных исследований КЛ сверхвысоких энергий. Для исследования временных вариаций КЛ в 1954-1958 гг. в Якутске под руководством Д.Д. Красильникова была создана экспериментальная установка ШАЛ для области энергий 1014 – 1016 эВ с применением счетчиков Гейгера-Мюллера.

Установка. начала давать свои первые результаты. На материале этих наблюдений Н.Н.Ефимовым, учеником Д.Д.Красильникова, была установлена изотропия косми­ческих лучей при этих энергиях с точ­ностью до 0,05 %, обоснован и введен комплексный температурный коэффи­циент, а также был определен излом спектра ШАЛ по числу частиц в облас­ти 5 х105 частиц на уровне моря.

Так небольшой коллектив, руководимый Д.Д.Красильниковым, набирал необходимый опыт  для дальнейших  работ в области исследований КЛ сверхвысоких энергий.

Июль-декабрь 1959 г.  Зарождение  идеи, наброски Проекта создания гигантской установки широких атмосферных ливней (ШАЛ) (Красильников Д.Д.).

Октябрь 1961 г. Исходя из интереса охвата наблюдениями области энергий выше 1017 эВ («белого пятна» в Союзе) и имея в виду успешный опыт исследований в Якутске временных вариаций ШАЛ с энергией  около 1015эВ, а также пожелания якутских исследователей, головной институт по проблеме «Космические лучи» — Физический институт им. П.Н.Лебедева АН СССР (ФИАН) рекомендовал Якутскому филиалу СО АН СССР охватить наблюдениями сверхмощные ШАЛ.

Основным вдохновителем и инициатором строительства гигантской установки ШАЛ в Якутске был председатель Научного совета АН СССР по проблеме «Космические лучи» академик Сергей Николаевич Вернов. Поддержка Проекта была оказана со стороны таких ведущих специалистов по космическим лучам, как Д.В.Скобельцын, В.И.Векслер, Г.Т.Зацепин, В.Л.Гтнзбург, Е.Л.Фейнберг, Е.А.Чудаков, Г.Б.Христиансен, С.И.Никольский. В последующем Г.Б.Христиансен и С.И.Никольский стали кураторами строительства Якутской установки ШАЛ и проводимых на ней исследований.

8 декабря 1962 г. Сессия Научного совета по проблеме «Космические лучи» АН СССР предложил только что созданному Институту космофизических исследований и аэрономии (ИКФИА) внести на обсуждение совета свои предложения о новой установке для регистрации ШАЛ, вызываемых частицами предельно высоких энергий.

26 апреля 1963 г. Бюро Научного совета по проблеме «Космические лучи» (под председательством академика Д.В.Скобельсына) обсудило и одобрило Проект, предложенный ИКФИА.

5 сентября 1964 г. Научный совет по проблеме «Космические лучи» (под председательством член-крр. С.Н.Вернова) принял решение о создании установки ШАЛ в Якутске. Решающим фактором для принятия данного решения  послужило выполнение следующих условий:

  • целесообразность расположения установки в смысле контроля части небесной сферы, включающей полюс и  антицентр Галактики;
  • одно из лучших местностей в СССР по прозрачности атмосферы,
    необходимой для проведения оптических  наблюдений;
  •   наличие территории вблизи города, достаточной по  площади и без
    промышленных помех;
  • задачи соответствуют профилю ИКФИА,  в штате  которого уже
    имелись кадры с опытом работы по  регистрации ШАЛ;
  • готовность участия Якутского госуниверситета в процессе
    подготовки специалистов нужного профиля
  • поддержка местных директивных органов, болеющих за престиж
    Республики.

12 сентября 1964 г. Президиум Якутского филиала АН СССР (под председательством профессора Н.В.Черского) обсудил и одобрил план строительства установки для исследования ШАЛ сверхмощных энергий, предложенный ИКФИА.

10 ноября 1965 г. Совмин ЯАССР отвел земельный участок под полигон будущей установки ШАЛ вблизи с. Октёмцы, в 55 км от г. Якутска.

22 ноября 1965 г. Научный совет по проблеме «Космические лучи» и 28 января 1966 г. Президиум СО АН СССР одобрили физический проект Якутской установки ШАЛ с общей площадью контроля 23 км2и 65 пунктами наблюдения (35 из них внутри круга с радиусом 1 км, оснащенных одновременно сцинтилляционными счетчиками и приемниками атмосферного черенковского света ШАЛ, а в нескольких пунктах – дополнительно мюонными детекторами  (М.А.Лаврентьев)

3 мая 1966 г. Состоялся выезд в поле первого экспедиционного отряда в составе мнс И.Е.Слепцова (начальник отряда) и инженера А.С.Рымаря. Состоялась разбивка на месте будущей установки ШАЛ первой палатки.

19 октября 1966 г.  Научный совет по проблеме «Космические лучи» в связи с открытием реликтового излучения Метагалактики и возможным «реликтовым обрезанием» спектра космических лучей между 1019 и 1020 эВ рекомендовал выделить из Проекта и форсировать строительство первой очереди Якутской установки ШАЛ, нацелив её на исследование ШАЛ с энергией первичных частиц с энергией выше 1018 Эв без регистрации черенковского света и мюонной компоненты.

1967 г. Президиум СО АН СССР выделил целевым назначением 8 штатных единиц и 80 тыс. рублей для проекта установки ШАЛ. Это стало началом официального финансирования Проекта ШАЛ Сибирским отделением АН СССР.

11 апреля 1968 г. Госкомитет по науке и технике при Совете Министров СССР (академик В.А.Кириллин) выделил фонд зарплаты на 26 штатных единиц в поддержку реализации Проекта ШАЛ.

1967-1968 гг. Создается макетная установка из 7 пунктов с сцинтилляционными счетчиками (площадь 1 м2) и приёмниками черенковского света с использованием коаксиальных кабельных линий связи, начата пробная регистрация. Разрабатываются и изготовляются детекторы, электроника, ведется строительство жилых и производственных объектов.

1969-1970 гг. Продолжаются строительство, монтаж и наладка 13 станций наблюдений и регистрирующего комплекса, пробные наблюдения, получение первых результатов.

1 декабря 1970 г.   Начало регистрации на центральной части установки из 13 станций наблюдения  (ШАЛ-13), в каждой из которых установлены 2 счетчика (по 2м2 каждый), включенных на совпадение.Эта установка имеет эффективную площадь контроля 3 км2 .

16-25 августа 1971 г.  Доклад Д.Д.Красильникова  на 12-й Международной конференции по космическим лучам в Хобарте (Австралия) первых результатов, полученных на установке ШАЛ-13.

19-23 июня 1972 г. В Якутске проходит Всесоюзный симпозиум «Экспериментальные методы исследования космических лучей сверхвысоких энергий». Место проведения его во многом связано с достигнутыми к этому времени на Якутской установке успехами.

1971-1973 гг. Продолжение строительства Первой очереди Якутской установки из 43 станций наблюдения (ШАЛ-43) с эффективной площадью контроля ливней с энергией 1019 эВ около 30 км2 и начинаются на ней непрерывные наблюдения.

14 апреля 1973 г. Первая очередь Якутской комплексной установки (ШАЛ-43) официально принята комиссией Президиума АН СССР в эксплуатацию (под председательством профессора С.И.Никольского).

В строительстве и техническом оснащении установки приняли косвенное участие около 200 предприятий и организаций страны, министерства, ведомства, были задействованы и партийно-советские органы.