Наука - практике

E+CRS - несколько дней в Барнауле
и на курорте Белокуриха

С 6 по 10 июля прошел объединенный симпозиум по космическим лучам - 26-я по счету всероссийская конференция и 35-й европейский симпозиум, которые впервые состоялись за пределами европейской части России - в Барнауле и Белокурихе Алтайского края. Город Барнаул поразил своей зеленью и чистотой. В симпозиуме участвовали более 200 ученых из многих европейских стран и российских научных центров. Были представлены состояние и результаты большого спектра исследований в области астрофизики: от космических лучей с самой большой энергией от 1020 эВ до солнечных космических лучей. Последние влияют на космическую погоду в окрестностях Земли. Формат симпозиума включал проведение пленарных заседаний, 12 заседаний по секциям, нескольких постерных сессий, а также два рабочих совещания.

С 6 по 8 июля заседания проходили в аудиториях Алтайского государственного университета в Барнауле, 9-10 июля - на базе санатория Белокуриха. ОИЯИ был представлен тремя докладами: "Поиск и исследование космических лучей сверхвысокой энергии в космическом эксперименте ТУС" - А.Гринюк, М.Лаврова, "Предварительные результаты теста на ядерном пучке SPS в ЦЕРН прототипа космического детектора ОЛВЭ-HERO" - М.Слунечка, А.Пан, "О состоянии работ по созданию в ОИЯИ второго гамма-телескопа" - А.Бородин, Я.Сагань (для обсерватории ТАЙГА в Тункинской долине Бурятии). Поработав два с половиной дня в аудиториях Алтайского государственного университета, участники симпозиума на нескольких автобусах переехали в город-курорт Белокуриха. Хорошая дорога - Чуйский тракт - длиной около 250 км запомнилась ухоженными полями за окном автобуса: овес, ячмень, пшеница, рапс, подсолнечник - все как в Швейцарии, только поля бескрайние.

Невозможно в газетном обзоре даже кратко изложить все научные проблемы, которые обсуждались на симпозиуме. Остановлюсь только на одной - исследованиях по анизотропии космических лучей. Впервые на конференции такого масштаба исследованиям по этой тематике была посвящена специальная сессия, на которой были заслушаны результаты обработки последних наиболее полных данных и их теоретическая интерпретация. Анизотропия внегалактических космических лучей предельно высоких энергий (КЛПВЭ) с E>10¹⁸ эВ изучается с начала 2000-х с появлением данных с установок AGASA в Японии и HiRES в штате Юта США. При такой большой энергии величина межзвездных и межгалактических магнитных полей недостаточна для существенного искривления траектории частицы, и направление ее прихода прямо указывает на ее источник. Поиск источников и понимание механизмов ускорения КЛ до сверхвысоких энергий являются одной из наиболее важных нерешенных проблем астрофизики по сей день. Полученная за последнее десятилетие статистика с помощью установки Оже в Аргентине позволила выявить крупномасштабную дипольную структуру КЛПВЭ на уровне достоверности 5,7 и их внегалактическую природу. Кроме того, благодаря большой статистике, полученной на установке Оже в Южном полушарии и установке ТА в Северном полушарии, были обнаружены локальные области на небесной сфере, откуда приходит больше КЛПВЭ частиц на уровне 4 статистической значимости, однако конкретные источники пока неизвестны.

Анизотропия галактических космических лучей обусловлена особенностями их распространения в нашей галактике Млечный путь, которая имеет диффузный характер из-за взаимодействия космических лучей с межзвездным газом и межзвездными магнитными полями. Проходит несколько миллионов лет между образованием космической частицы при вспышке сверховой звезды и ее регистрацией детектором на Земле. В процессе диффузии в галактике траектория заряженной частицы многократно изменяется, и частица "забывает", где находился ее источник. Поэтому угловое распределение потока галактических космических лучей в широком интервале энергий является почти изотропным. Анизотропия галактических космических лучей была обнаружена в последнее десятилетие исследований с появлением таких крупных установок, как MILAGRO, IceCube, HAWC, Tibet AS, ARGO-YBJ, БАКСАН, на которых были получены экспериментальные данные на уровне нескольких миллиардов событий. Это позволило измерить анизотропию космических лучей - ее величина составляет менее десятой доли процента. Было показано, что с ростом энергии характер анизотропии меняется и при энергии космических лучей в области 100 ТэВ (10¹⁴ эВ) меняется знак фазы линейного члена в угловом разложении потока галактических космических лучей по сферическим гармоникам.

Происхождение анизотропии галактических космических лучей до сих пор неизвестно. Если существует относительное движение Солнечной системы относительно плазмы космических лучей, то это приведет к четко определенной анизотропии. Такой тип анизотропии называется эффектом Комптона-Геттинга. Однако ни амплитуда, ни фаза, ожидаемые от этого эффекта, не согласуются с наблюдениями анизотропии космических лучей. Кроме того, наблюдаемая анизотропия не согласуется с простым диполем. Стоит отметить, что поскольку система покоя галактических космических лучей неизвестна, разумно предположить, что эффект Комптона-Геттинга может быть лишь одним из нескольких вкладов в анизотропию космических лучей.

Анизотропия может быть естественным следствием распространения галактических источников космических лучей, в частности остатков близлежащих и недавних сверхновых. Дискретность таких источников наряду с распространением космических лучей через весьма неоднородную межзвездную среду может приводить к значительным флуктуациям их интенсивности в пространстве и времени и, следовательно, к анизотропии направления прихода космических лучей на Землю. Изучение распределения прихода космических лучей может дать указания на свойства распространения космических лучей в турбулентном межзвездном магнитном поле. Предполагается, что при тэвных энергиях эффекты распространения могут генерировать крупномасштабные аномалии в направлении их прибытия в зависимости от масштаба турбулентности и диффузионных свойств. До сих пор неясно, можно ли таким образом объяснить наблюдения при более высоких энергиях.

Наблюдаемая анизотропия при энергиях порядка 400 ТэВ сильно отличается от анизотропии при 20 ТэВ. Это указывает на то, что ее происхождение, вероятно, разнится в этих энергетических диапазонах. Интересно отметить, что при 400 ТэВ в наблюдаемой области относительной избыточности потока космических лучей находится центр галактики. Измерение анизотропии космических лучей при энергии около 400 ТэВ позволяет улучшить теоретическое описание диффузионных процессов распространения галактических космических лучей при энергиях в области вблизи колена около 10¹⁵ эВ.

Таким образом, интерпретация полученных данных является непростым делом, в том числе из-за ограниченного поля зрения каждой из установок. Наиболее убедительная модель: обнаруженная анизотропия космических лучей связана с влиянием неоднородного распределения плотности межзвездного газа, а также распределения стационарного и турбулентного межзвездного магнитного поля в окрестности Солнечной системы, находящейся в области рукава Ориона нашей Галактики.

В заключение хочется написать несколько строк про город Белокуриху, вытянувшийся вдоль одноименной шумной горной речки. В Белокурихе имеется два десятка гостиниц и санаториев с открытыми и закрытыми бассейнами, в которых и разместились участники симпозиума. Вокруг невысокие поросшие смешанным лесом горы. Поражают чистота и уют, особая атмосфера города, создаваемая местными жителями и отдыхающими, которой не хватает на курортах Крыма и особенно Кавказа. Полно разнообразных кафешек и лавчонок, в которых предлагают купить сувениры, мед, алтайские травы и многое другое. И удивительно: нет мафии, которая отравляет атмосферу на кавказских курортах. Заканчивается город, и в его продолжение идет вдоль речки с берега на берег по подвесным мостикам многокилометровая Тропа здоровья. Гуляющие по лесной тропе отдыхающие развлекаются с местными бурундуками, которые настолько привыкли к людям, что не боятся принимать угощение прямо с ладони. Советую поехать и все увидеть своими глазами. Не пожалеете.

И самое главное. Иду я в первый раз по главной улице города, вытянувшейся вдоль речки, и читаю ее название - улица Славского. Сначала было решил, что у них был какой-то свой Славский, не имеющий отношения к известному нам в Дубне. Оказалось, что нет, это наш Славский. Вот что написано в Википедии: "Становление крупнейшего на востоке страны курорта стало возможным благодаря советскому государственному деятелю Ефиму Павловичу Славскому. Именно Е.П.Славский стоял у истоков создания в 60-х города-курорта Белокуриха, который сегодня широко известен не только в России, но и далеко за ее пределами". В центре популярного парка в центральной части города сидит на скамейке бронзовый Ефим Павлович в костюме с галстуком и портфелем. Рядом со скамейкой большой обломок гранитной скалы с памятной бронзовой доской о Е.П.

И подумалось про наш город. Почему у нас нет улицы генерала Лепилова, который построил Первый корпус и установил в нем синхроциклотрон - крупнейший в то время ускоритель - под руководством которого построена вся старая институтская часть города? На месте нынешнего ювелирного магазина на площади Мира находилась администрация будущего города и был кабинет Лепилова. Почему бы улицу Молодежная, выходящую на площадь Мира, не переименовать в честь Лепилова - строителя нашего города?

Леонид ТКАЧЕВ,
Фото с сайта http://ecrc18/asu.ru/event/1/