Billedtekst: Baikal-søen. Kredit: SeaWiFS-projekt NASA / Goddard Space Flight Center og ORBIMAGE
Byggeriet er lige begyndt i Tunka-dalen nær Baikal-søen, Sibirien, Rusland på et observatorium, der, når det er afsluttet, vil bestå af en række op til 1.000 detektorer, der dækker 100 kvadratkilometer. Dets størrelse vil give forskere mulighed for at undersøge kosmiske stråler - den rumstråling, der udsendes fra gammastråler og tungere kerner - som accelereres til energier, der er højere end dem, der opnås i Large Hadron Collider. Med det nye observatorium, kaldet HiSCORE (Hundred Square km Cosmic ORigin Explorer), håber forskere at løse mysteriet med oprindelsen af kosmiske stråler og måske også undersøge mørk stof
Det var hundrede år siden, at den østrigsk-amerikanske fysiker Victor Hess først opdagede, at stråling trænger igennem Jordens atmosfære fra det ydre rum. Problemet har været at spore deres oprindelse, da kosmiske stråler består af ladede partikler og derfor afbøjes i interstellare og intergalaktiske magnetfelter. Brug af enkle, billige detektorstationer, der er placeret adskillige hundrede meter fra hinanden, gør det muligt at instrumentere et enormt område, så forskere kan undersøge kosmiske stråler inden for et energiområde fra 100 TeV op til mindst 1 EeV.
Cherenkov-detektor foran den stjernehimmel. Billede: Tunka Collaboration
Kosmiske stråler kan ikke trænge ind i vores atmosfære, men hver detektor kan observere den stråling, der opstår, når kosmiske stråler rammer Jordens øvre atmosfære, hvilket forårsager et brusebad af sekundære partikler, der bevæger sig hurtigere end lysets hastighed, hvilket producerer Cherenkov-stråling under processen. Dette lys er svagt, men kan detekteres på jordoverfladen med følsomme instrumenter som HiSCOREs fotomultiplikatorrør.
Cherenkov-stråling kan bruges til at bestemme kilden og intensiteten af kosmiske stråler samt til at undersøge egenskaberne ved højenergi-astronomiske objekter, der udsender gammastråler som supernovarester og blazars. Det brede synsfelt gør det også muligt for HiSCORE at overvåge udvidede gammastråleemitterende strukturer såsom molekylære gasskyer, tætte regioner eller strukturer i stor skala såsom stjernedannende regioner eller det galaktiske plan.
HiSCORE kan også bruges til at teste teorier om Dark Matter. En stærk absorptionsfunktion forventes omkring 100 TeV. Undersøgelse kan give information om absorption af gammastråler i de interstellære fotonfelter og CMB. Hvis absorptionen er mindre end forventet, kan dette indikere tilstedeværelsen af skjulte fotoner eller aksioner. Desuden kan henfald af tunge supersymmetriske partikler detekteres af HiSCORE. Dataene forbedres, efterhånden som faciliteten vokser med årene. I 2013-14 vil området være omkring en kvadratkilometer og over 10 kvadratkilometer i 2016.
HiSCORE er et fælles projekt mellem Institut for Nuklear Forskning ved Det Russiske Videnskabelige Akademi i Moskva, Irkutsk State University i Sibirien og Lomonosov Moskva statsuniversitet - såvel som DESY, University of Hamburg og Karlsruhe Institute of Technology i Tyskland. HiSCORE håber også at samarbejde med Pierre Auger-observatoriet i Argentina.
Find ud af mere om HiSCORE på projektets websted
