Crédito:National Research Nuclear University
A primeira etapa de um estudo sobre chuveiros de ar gigantes foi concluída na NEVOD-SHAL, uma nova instalação criada no território da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI (Rússia) como parte de uma colaboração russo-italiana.
A instalação NEVOD-SHAL detecta o componente elétron-fóton de chuveiros de ar gigantes com energias de um a 100 petaeletronvolts e determina sua potência, direção de chegada e posição do eixo. Atualmente, não há como conduzir pesquisas diretas sobre os raios cósmicos além da atmosfera nesta faixa de energia, porque é muito caro e difícil. É por isso que a única maneira de estudar o espectro de energia e o conteúdo dos raios cósmicos nesta faixa é pesquisar chuveiros aéreos gigantes em lançadores acima do solo. A parte central da instalação NEVOD-SHAL em MEPhI é um sistema de cinco grupos de estações de detecção de cintilação localizadas nos telhados de edifícios universitários e no terreno perto de NEVOD. Cada cluster é composto por quatro estações de detecção. Os clusters são ligados em rede para sincronização, conjunto, e processamento de dados por meio de links de fibra óptica.
Os pesquisadores italianos da Universidade de Torino e INFN entregaram 192 detectores de cintilação equipados com fotomultiplicadores. Pela primeira vez, uma abordagem de cluster foi aplicada para a determinação das características SHAL. O resultado técnico da invenção é determinar a direção de chegada de chuveiros de ar gigantes, independentemente da topologia terrestre, devido à distribuição não uniforme de detectores de dispositivos no espaço, em que os detectores podem ser colocados em qualquer ponto no espaço 3-D e têm qualquer forma geométrica.
Exemplo de um evento registrado. As setas marcam as direções de chegada de chuveiros de ar gigantes, restaurado por clusters separados. Crédito:National Research Nuclear University
Vários anos atrás, os cientistas perceberam que o número de múons registrados pelos detectores de terra é muito maior do que deveria ser, de acordo com as teorias existentes. A solução deste "quebra-cabeça de múon" dará uma melhor compreensão das cascatas nucleares na interação de partículas de energia ultra-alta, que é necessário para a pesquisa das características do universo.
Para resolver o problema, é necessário medir simultaneamente a liberação de energia do múon e a posição do eixo dos chuveiros de ar gigantes. Tal experimento foi iniciado no complexo experimental "NEVOD" no Instituto MEPhI de física nuclear e tecnologias. A experiência continua este ano após o lançamento de mais cinco clusters, que agora estão sendo construídos e alinhados.
