Перспективы антенных решеток для регистрации широких атмосферных ливней на Тянь-Шаньской высокогорной научной станции

Аннотация

Астрофизика высоких энергий активно развивается в последнее десятилетие. Фотоны и нейтрино, рожденные в астрофизических источниках зарегистрированы до энергий ПэВ, в то время как измеренный спектр космических лучей длится от энергий ГэВ до ЗэВ. Задача современных детекторов заключается не только в стремлении к регистрации частиц все более высоких энергий, ускоренных в космическом пространстве, но и в повышении разрешающей способности установок для восстановления энергий, направлений прибытия и типов космических частиц. Из-за малого потока этих частиц их обнаружение возможно только путем измерения широких атмосферных ливней (ШАЛ), атмосферных каскадов вторичных частиц, индуцированных первичной частицей. Одним из перспективных методов обнаружения ШАЛ являются распределенные цифровые радио массивы, новый, но экономически эффективный метод, нацеленный на регистрацию космических частиц с энергией выше ПэВ. В основе будущих детекторов космических лучей, фотонов и нейтрино экстремальных энергий лежат антенные решетки, расположенные во льду или на горных склонах. Последние чувствительны как к направленным вниз ШАЛ, вызванных космическими лучами, так и к направленным вверх, создаваемым нейтрино, взаимодействующим с горными породами. Для создания прототипа такой решетки требуется подходящее место (высокогорье) с соответствующей инфраструктурой и, в идеале, иметь рядом другие установки для регистрации ШАЛ, для перекрестной калибровки антенн. Тянь-Шаньская высокогорная научная станция (ТШВНС), расположенная недалеко от Алматы, Казахстан, и оснащенная комплексными установками для регистрации ШАЛ, является идеальным местом для этого прототипа. В этой работе мы обсуждаем перспективы радиотехники, ее текущие проблемы и сообщаем о последних научных достижениях прототипа радиоустановок на ТШВНС.