Российские ученые первыми зарегистрировали редкий высокоэнергетический поток солнечных частиц

Наша Земля постоянно находится в потоке солнечных и космических лучей. Ее атакуют протоны и ядра водорода, кислорода, железа и других элементов.

Но далеко не все частицы могут долетать до Земли, а только те, которые имеют более высокие энергии. Долетев до земной атмосферы эти «счастливчики» взаимодействуют с атмосферными атомами азота и кислорода, в результате чего рождаются другие частицы – пи-мезоны (или пионы). Эти короткоживущие пионы в свою очередь распадаются на мюоны и нейтрино. Нейтрино поймать мега-сложно, а «охоту» на мюоны ученые освоили очень даже неплохо, так как они составляют основной поток частиц у поверхности Земли. Идем ли мы по тротуару или работаем за столом, нас окружает поток частиц, 70-80 процентов которого составляют мюоны. И уже по ним физики определяют первоначальные треки (направления) их частиц-прародителей.

– Расскажите, как же вам удается регистрировать мюоны?- спрашиваю я Анатолия Афанасьевича.

- При помощи нашей установки с высоким разрешением. Это мюонный годоскоп (от греческого «годос» — путь и «скопос» — наблюдатель), благодаря которому мы регистрируем мюоны и определяем, из какой части неба они к нам прилетают. Прибор представляет собой платформу 3х3 метра с большим количеством узких пластиковых трубок прямоугольного сечения. Когда через них проходят те самые мюоны, в трубках ионизируется газ и возникает импульс, который мы регистрируем. Большое количество трубок (в каждом из 4-х модулей их по 2,5 тысячи) дает нам возможность провести прямую и узнать направление каждого мюона.

– Насколько же редким должно быть событие на Солнце, чтобы мюоны попались в ваши «сети»?

- Событие GLE (от англ. Ground Level Enhancement — аномальное явление в результате солнечных вспышек) должно быть очень мощным, такие случаются от одного до нескольких раз в год, но далеко не каждый раз их удается поймать. К примеру, последний раз такие частицы удалось поймать только в 2021 году, это было 73-й случай, начиная с 1942 года. Таким образом в ночь на 23 марта 2024 года произошло 74-е событие такого рода. В 4.40 по московскому времени мы зафиксировали кратковременный скачок мюонов, поток фиксировался не дольше 3-х минут.

Их родили солнечные частицы во время мощной солнечной вспышки. Летели они к Земле в 300(!) раз быстрее, чем летит выброс солнечной плазмы. При этом частицы долетали до Земли за 8 минут, и если бы мы не отследили их направление при помощи нашего годоскопа в течение нескольких минут,. Дальнейший их поиск результата бы не принес.