Bildetekst: Baikal-sjøen. Kreditt: SeaWiFS Project NASA / Goddard Space Flight Center og ORBIMAGE
Byggingen er nettopp påbegynt ved Tunka-dalen nær innsjøen Baikal, Sibir, Russland på et observatorium som, når det er fullført, vil bestå av en rekke opptil 1 000 detektorer som dekker 100 kvadratkilometer. Størrelsen vil tillate forskere å undersøke kosmiske stråler - romstrålingen som sendes ut fra gammastråler og tyngre kjerner - som akselereres til energier høyere enn de som oppnås i Large Hadron Collider. Med det nye observatoriet, kalt HiSCORE (Hundred Square km Cosmic ORigin Explorer), håper forskere å løse mysteriet om opprinnelsen til kosmiske stråler, og kanskje også undersøke mørk materie også
Det var hundre år siden at den østerriksk-amerikanske fysikeren Victor Hess først oppdaget at stråling penetrerte Jordens atmosfære fra det ytre rom. Problemet har vært å spore opprinnelsen deres, da kosmiske stråler består av ladede partikler og derfor avbøyes i interstellare og intergalaktiske magnetfelt. Bruken av enkle, billige detektorstasjoner, som er plassert flere hundre meter fra hverandre, gjør det mulig å instrumentere et enormt område, slik at forskere kan undersøke kosmiske stråler innenfor et energiområde fra 100 TeV til minst 1 EeV.
Tsjerenkov-detektor foran stjernehimmelen. Bilde: Tunka Collaboration
Kosmiske stråler kan ikke trenge gjennom atmosfæren vår, men hver detektor kan observere strålingen som oppstår når kosmiske stråler treffer jordens øvre atmosfære, og forårsaker en dusj av sekundære partikler som beveger seg raskere enn lysets hastighet, og produserer Cherenkov-stråling i prosessen. Dette lyset er svakt, men kan oppdages på overflaten av jorden med følsomme instrumenter som HiSCOREs fotomultiplikatorrør.
Cherenkov-stråling kan brukes til å bestemme kilden og intensiteten til kosmiske stråler, samt for å undersøke egenskapene til høyenergi-astronomiske objekter som avgir gammastråler som supernova-rester og blazars. Det brede synsfeltet lar også HiSCORE overvåke utvidede gammastråleemitterende strukturer som molekylære gassskyer, tette regioner eller strukturer i stor skala som stjernedannende regioner eller det galaktiske planet.
HiSCORE kan også brukes til å teste teorier om Dark Matter. Det forventes en sterk absorpsjonsfunksjon rundt 100 TeV. Undersøkelse kan gi informasjon om absorpsjon av gammastråler i de interstellare fotonfeltene og CMB. Hvis absorpsjonen er mindre enn forventet, kan dette indikere tilstedeværelsen av skjulte fotoner eller aksjoner. HiSCORE kan også oppdage forfallet av tunge supersymmetriske partikler. Dataene vil bli bedre etter hvert som anlegget vokser med årene. Innen 2013-14 vil området være rundt en kvadratkilometer, og over 10 kvadratkilometer innen 2016.
HiSCORE er et felles prosjekt mellom Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences i Moskva, Irkutsk State University i Sibir og Lomonosov Moscow State University - samt DESY, University of Hamburg og Karlsruhe Institute of Technology i Tyskland. HiSCORE håper også å kunne samarbeide med Pierre Auger-observatoriet i Argentina.
Finn ut mer om HiSCORE på prosjektets nettsted
