– Космические частицы сверхвысокой энергии долетают до Земли в виде каскада частиц, называемого широким атмосферным ливнем (ШАЛ). В мире существует порядка десяти установок, которые регистрируют компоненты ШАЛ, — говорит Николай Буднев. — Мы будем регистрировать максимально возможное количество составляющих ШАЛ, что позволит получить наиболее точные данные о первичных частицах. Уже сейчас точность измерения энергии по радиоизлучению у нас лучше, чем в других экспериментах. Безусловно, это представляет большой интерес и широко обсуждается специалистами.
– Уже сейчас? Но ведь мегагрант освоен еще не весь и установка тоже еще не построена?
– Объясню. Мы создаем гамма-обсерваторию TAIGA, которая будет состоять из пяти установок, основанных на детекторах различного типа. Одна – Тунка-133 – построена и работает с 2009 года.
Вторая установка – Tunka-REX–тоже уже работает и регистрирует радиоизлучение. Она построена совместно с немецким институтом технологий (город Карлсруэ) в 2012-2013 годах.
Третья – Тунка-HiSCORE– будет состоять из быстрых сверхчувствительных оптических детекторов. Нужна она для регистрации вспышек света, возникающих в результате развития ШАЛ. Идея строительства принадлежит ученым из Гамбурга, однако осуществить ее сами они не смогли по разным причинам. Мы сможем превратить эту идею в реально работающую установку, благодаря мегагранту, поддержанному Министерством образования и науки РФ. В прошлом году мы сделали прототип установки из 9 детекторов. Они были полностью включены в эксплуатацию и работали в течение зимы. В этом году мы должны развернуть не менее 30 таких детекторов.
Следующая установка, представляющая сеть станций на поверхности и под землей, предназначена для регистрации заряженных частиц ШАЛ. Счетчики частиц для станций получены из Германии в прошлом году. Их таможенная стоимость 2,2 миллиона евро, но это только часть установки. Еще нужна электроника, помещения, чтобы размещать счетчики. Все это мы приобретаем за счет мегагранта и софинансирования. По условиям мегагранта мы должны в год осваивать не менее 9 миллионов рублей на условиях софинансирования. В 2013 году этот план мы перевыполнили. В этом году, надеюсь, перевыполним его минимум в два раза.
Пятая установка будет состоять из так называемых черенковских атмосферных телескопов – высокотехнологичных детекторов, которые регистрируют изображение вспышки света Шал с помощью камеры из 400 сверхчувствительных приемников. Свет на камере будет фокусироваться с помощью составного зеркала диаметром около 4 метров, состоящего из 37 зеркал. Это будут очень сложные и дорогие приборы. В мире сегодня существует три установки на базе таких телесокпов. Четвертая строится у нас. Работая совместно с детекторами других типов, установка позволит получить принципиально новые данные о космических частицах высоких энергий. Основным генератором идей является руководитель мегагранта профессор Размик Мирзоян (Физический институт Макса Планка, Мюнхен).
– Николай Михайлович, давайте перейдем от физики к математике мегагранта.
– Мегагрант в 90 млн рублей разбит равными частями на три года. На эти деньги, во-первых, будет создана первая очередь установки ТункаHiSCORE, которая займет площадь в один квадратный километр. Во-вторых, первая очередь детекторов заряженных частиц. Третье направление, которое начато в 2014 году и успешно ведется сегодня, это разработка оптико-механической схемы зеркальных телескопов и их строительство. Это очень серьезное инженерное сооружение.
– 30 млн рублей, которые поступили в 2013 году, уже освоены?
– Не только эти 30 млн. Плюс, мы израсходовали примерно 13 млн из других средств. На средства мегагранта приобрели, например, совсем не дешевые фотоэлектронные умножители. Около 5 млн рублей ушло на покупку электроники, сцинтиляционных станций и установки Тунка-HiSCORE. Плюс приобретение металла и комплектующих для изготовления уникальных приборов, которые невозможно купить, и мы делаем их сами в собственных мастерских. В 2013 году мы построили три жилых домика в Тункинской долине для специалистов, работающих на развертывании и эксплуатации установки. Естественно, существенная часть мегагранта расходуется на заработную плату для научного и технического персонала. Я уже не говорю о десятках километров кабелей, пиломатериалах, электричестве, бетонных лотках и т.д.
– А как складывается ситуация в этом году?
– В соответствии с планом. Работа по проекту ведется непрерывно с ноля часов первого января 2014 года. В новогоднюю ночь в Тунке проводила измерения сменная бригада физиков из Иркутского университета. Нарастающими темпами ведется разработка новых и совершенствование конструкций приборов, опытные экземпляры которых были сделаны в прошлом году. Завершается изготовление партии из 25 новых детекторов для установки Tunka-HiSCORE. Полная стоимость одного такого детектора почти 1 млн рублей, но значительная часть комплектующих для них поступает от немецких участников коллаборации TAIGA. С начала года работа велась на деньги университета, которые вкладываются в проект как софинансирование. К настоящему времени мы потратили около 9 млн рублей, то есть фактически выполнили свои годовые обязательства. Министерство образования и науки РФ также выполнило свои обязательства в полном объеме. Деньги 2014 года на счет ИГУ поступили. Предстоит процедура, связанная с оформлением закупок. Однако работа на Тункинском астрофизическом центре ведется непрерывно. Могу сказать, что работа идет нарастающими темпами.
– Какие работы планируете провести в 2014 году?
– Планируем установить не менее 35 детекторов установки ТункаHiSCORE, и тогда это станет совершенно полноценной установкой, способной регистрировать космические гамма-кванты в новой никем не изученной области сверхвысокой энергии. Также планируем в полном объеме развернуть 19 наземных и подземных станций для регистрации заряженных частиц. Представьте, чтобы выполнить эту работу нам нужно выкопать 18 котлованов по 30-40 кубометров. Еще раз отмечу, что отличительная особенность нашей работы в том, что у нас очень много затрат на создание детекторов, их техническое обслуживание и эксплуатацию. Поэтому более половины штата нашей лаборатории – это технический персонал.
На средства мегагранта планируется построить механическую часть первого зеркального телескопа. Сейчас завершается разработка его конструкции в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, где он будет изготавливаться. Нам же предстоит построить в Тункинском астрофизическом центре фундамент, к которому предъявляются очень высокие требования по его стабильности, и некое специальное укрытие для телескопа. Это будет довольно заметное сооружение высотой шесть метров, шириной пять метров, длиной семь метров. Причем все это должно двигаться. Очень недешевая конструкция. А завершить все работы планируем в октябре.
– То есть, можно сказать, что все идет по плану?
– Да, конечно. И даже больше того. По многим параметрам мы взяли повышенные, как говорится, социалистические обязательства. Тот объем работ, который мы выполняем – это больше, чем заложено в заявке по мегагранту. У нас очень амбициозные планы.
