by Kur sākas stāsts par Turkinskas ieleju
Starp Sajānu kalnu grēdu un Baikāla ezeru, aptuveni 700 metru augstumā virs jūras līmeņa, atrodas Turkinskas ieleja — klusa, skaidra un gandrīz neskarta vieta Buriatijā. Šī teritorija ir īpaša ar ārkārtīgi tīru atmosfēru, zemu gaismas piesārņojumu un plašu debesu horizontu — ideāli apstākļi astronomiskajiem novērojumiem.
Tieši šeit, dažu kilometru attālumā no ciemata Aršāna, zinātnieki uzbūvēja vienu no lielākajām kosmisko staru observatorijām Eirāzijā — TAIGA (Tunka Advanced Instrument for cosmic rays and Gamma Astronomy).
Projekts TAIGA — cilvēces mēģinājums saprast kosmosa troksni
TAIGA ir starptautisks zinātnisks eksperiments, kurā piedalās Krievijas, Vācijas un citu valstu fiziķi.
Tā mērķis ir pētīt visaugstākās enerģijas kosmiskos starus un gamma starojumu, kas nonāk uz Zemes no supernovām, melnajiem caurumiem un, iespējams, pat no vēl neatklātiem kosmiskiem avotiem.
Šis projekts ne tikai turpina Padomju Savienības laikā aizsāktās kosmisko staru izpētes tradīcijas, bet arī apvieno klasisko fiziku ar mūsdienu fotonikas tehnoloģijām.
Kā darbojas gaismas detektori
Kad kosmiska daļiņa — piemēram, protons vai elektrons — ar milzīgu ātrumu ietriecas Zemes atmosfērā, tā izraisa veselu daļiņu kaskādi. Šajā procesā rodas īpašs efekts — Čerenkova starojums: zila, spokaina gaisma, kas mirkli iemirdzas nakts debesīs, kad daļiņa pārvietojas ātrāk nekā gaisma gaisā.
TAIGA detektori uztver tieši šo īso gaismas uzplaiksnījumu.
Katra fotona uztveršanai tiek izmantoti:
- optiskie Čerenkova sensori (Tunka-133) — tie ir izvietoti vairāk nekā 1 kvadrātkilometra platībā;
- satelītveida stacijas HiSCORE, kas palīdz noteikt uzliesmojuma intensitāti un virzienu;
- mūonu detektori, kas ierakti zem zemes, lai analizētu dziļākas daļiņu pēdas;
- un scintilācijas stacijas, kurās īpašs materiāls “mirgo”, kad to šķērso kosmiskā daļiņa.
Šī sistēma darbojas līdzīgi kā milzīga digitālā kamera, kas redz nevis redzamo gaismu, bet daļiņu enerģiju un trajektoriju.
Ko pēta Turkinskas zinātnieki
TAIGA projekts palīdz atbildēt uz vairākiem jautājumiem, kas līdz šim palikuši bez skaidras atbildes:
- No kurienes rodas ultraaugstas enerģijas kosmiskie stari?
- Vai gamma staru uzliesmojumi ir saistīti ar melno caurumu aktivitāti vai nezināmiem fizikas procesiem?
- Vai iespējams, ka šie signāli satur informāciju par jauniem dabas spēkiem vai daļiņām ārpus Standarta modeļa?
Daži fiziķi uzskata, ka šādi pētījumi var novest pie jaunas fizikas ēras — līdzīgi kā reiz Einšteina teorijas izmainīja mūsu izpratni par gaismu un laiku.
Čerenkova efekta zinātne
Čerenkova starojums tika atklāts 1934. gadā, un tas ir viens no retajiem gadījumiem, kad daļiņa pārvietojas ātrāk par gaismu noteiktā vidē. Tas nenozīmē, ka pārkāpti fizikas likumi — gaisma vakuumā joprojām ir ātruma robeža —, bet ūdenī vai gaisā gaismas ātrums ir mazāks, tāpēc rodas šī “triecienviļņa” gaisma.
Tieši šis efekts ir ļāvis cilvēcei redzēt neredzamo — uztvert daļiņu kustību, ko acis nekad nevarētu saskatīt.
Turkinskas observatorijā katrs šāds mirklis tiek uztverts ar fotodaudzreizinātājiem, kas spēj reģistrēt pat vienu vienīgu fotonu.
Zemes klusums un kosmosa vēstījumi
Nakts Turkinskas ielejā ir īpaša. Tur, kur nav ne pilsētu, ne automašīnu trokšņu, dzirdama tikai daba — un debesīs brīžiem parādās vāji gaismas uzplaiksnījumi.
Tie nav zibens vai satelīti — tie ir signāli no citām galaktikām, kas sasnieguši Zemi pēc miljoniem gadu ceļojuma.
Katrs uztvertais gaismas impulss ir vēstījums no kosmosa, un zinātnieki to tulko, izmantojot matemātiku un fiziku kā valodu.
Tādējādi Turkinskas ieleja kļūst par cilvēces ausi, kas klausās Visuma klusumu.
Kāpēc tas ir svarīgi nākotnei
Kosmisko staru izpēte nav tikai teorētiska — tā sniedz jaunas idejas arī enerģētikā, materiālu zinātnē un kvantu tehnoloģijās.
Piemēram, mērījumi par daļiņu uzvedību ekstremālos apstākļos palīdz uzlabot radiācijas aizsardzību kosmosā, kā arī augstas precizitātes medicīnas ierīces uz Zemes.
Turkinskas ielejas projekts rāda, ka pat nomaļa vieta var kļūt par pasaules zinātnes centru — pietiek ar gaismu, pacietību un vēlmi klausīties to, ko saka Visums.
Noslēguma doma
Turkinskas ieleja ir vairāk nekā observatorija. Tā ir mijiedarbības vieta starp cilvēku un kosmosu — starp Zemes klusumu un bezgalīgu staru plūsmu no tālām zvaigznēm.
Tā atgādina, ka mēs visi esam daļa no lielākas enerģijas sistēmas, kur katra gaismas daļiņa stāsta par to, kas notiek miljoniem gadu un miljardiem kilometru attālumā.
Gaisma kļūst par mūsu skolotāju — un Turkinskas ieleja ir laboratorija, kur cilvēce mācās klausīties šo mācību.
