Российские ученые предложили дополнить инфраструктуру Байкальского нейтринного телескопа береговой станцией, которая сможет регистрировать широкие атмосферные ливни. Такая установка позволит исследовать так называемую мюонную загадку — расхождение между количеством мюонов, предсказываемым теоретическими моделями, и результатами реальных наблюдений, сообщили в Новосибирском государственном университете.
Мюоны представляют собой нестабильные элементарные частицы, возникающие в том числе при взаимодействии космических лучей с атмосферой Земли. Современные наземные детекторы фиксируют их больше, чем получается при расчетах с использованием существующих физических моделей.
По данным ученых, в широких атмосферных ливнях число мюонов может превышать теоретические значения на 30–60%. Подобное несоответствие остается одной из нерешенных проблем астрофизики высоких энергий и требует дополнительных экспериментальных данных.
Предлагаемая специалистами НГУ станция сможет использоваться не только для дополнительной настройки и проверки работы Байкальского нейтринного телескопа, но и для исследований в области астрофизики и физики элементарных частиц.
Физик Евгений Кравченко пояснил, что новая установка позволит точнее изучать мюоны с различными энергиями. Одним из ее преимуществ станет регистрация наклонных, а не преимущественно вертикальных атмосферных ливней.
Такой подход должен уменьшить количество фоновых событий и повысить точность измерений. Полученные результаты можно будет использовать для проверки существующих теоретических моделей образования мюонов.
Кроме того, исследователи рассчитывают получить сведения о взаимодействиях частиц при энергиях, которые невозможно напрямую воспроизвести даже на крупнейших современных ускорительных установках, включая Большой адронный коллайдер.
Мюонная загадка изучается и другими российскими научными центрами. Исследования показывают, что при высоких энергиях наблюдаемое количество мюонов действительно оказывается выше расчетных значений, полученных с помощью современных моделей взаимодействия частиц.