Российские ученые первыми зарегистрировали редкий высокоэнергетический поток солнечных частиц

Редкое природное явление – поток солнечных высокоэнергетических частиц, появившийся в результате мощнейшей вспышки на нашей звезде, зарегистрировали ученые Национального исследовательского ядерного университета МИФИ. Вспышка на солнце произошла в ночь на 23 марта, и протоны долетели до Земли, преодолев 150 миллионов километров, всего за 8 (!) минут. О том, как ловили скоростные частицы Солнца, «МК» рассказал научный руководитель Научно-образовательного центра НЕВОД, доктор физико-математических наук, профессор Анатолий ПЕТРУХИН. 

Годоскоп, при помощи которого «поймали» мюоны. фото: Юлия Мишутина

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 мегасложно, 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 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 был 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 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.

Источник