คำบรรยายภาพ: ทะเลสาบไบคาล เครดิต: SeaWiFS Project NASA / Goddard Space Flight Center และ ORBIMAGE
การก่อสร้างเพิ่งเริ่มต้นที่ Tunka Valley ใกล้ Lake Baikal, Siberia, Russia ในหอดูดาวที่เสร็จสมบูรณ์แล้วจะประกอบด้วยเครื่องตรวจจับมากถึง 1,000 ตัวครอบคลุมพื้นที่ 100 ตารางกิโลเมตร ขนาดของมันจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบรังสีคอสมิค - รังสีอวกาศที่ปล่อยออกมาจากรังสีแกมม่าและนิวเคลียสที่หนักกว่าซึ่งถูกเร่งให้เป็นพลังงานที่สูงกว่าที่ทำใน Large Hadron Collider ด้วยหอสังเกตการณ์ใหม่ที่เรียกว่า HiSCORE (Hundred Square-km Cosmic ORigin Explorer) นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะสามารถไขปริศนาความลึกลับของต้นกำเนิดของรังสีคอสมิกและอาจตรวจสอบสสารมืดด้วยเช่นกัน
เมื่อร้อยปีก่อนที่นักฟิสิกส์ชาวออสเตรีย - อเมริกันคนแรกที่วิกเตอร์เฮสค้นพบว่ารังสีได้แทรกซึมชั้นบรรยากาศของโลกจากอวกาศ ปัญหานี้เกิดจากการติดตามต้นกำเนิดของมันเนื่องจากรังสีคอสมิกประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุและถูกเบี่ยงเบนไปในสนามแม่เหล็กระหว่างดวงดาวและอวกาศ การใช้สถานีตรวจจับที่เรียบง่ายและราคาไม่แพงตั้งอยู่ห่างกันหลายร้อยเมตรทำให้เป็นเครื่องมือขนาดใหญ่ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจสอบรังสีคอสมิคในช่วงพลังงานตั้งแต่ 100 TeV จนถึงอย่างน้อย 1 EeV
เครื่องตรวจจับ Cherenkov ด้านหน้าท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาว ภาพ: การทำงานร่วมกันของ Tunka
รังสีคอสมิกไม่สามารถทะลุผ่านชั้นบรรยากาศของเรา แต่เครื่องตรวจจับแต่ละตัวสามารถสังเกตการแผ่รังสีที่สร้างขึ้นเมื่อรังสีคอสมิกชนกับชั้นบรรยากาศของโลกทำให้เกิดละอองของอนุภาคทุติยภูมิที่เคลื่อนที่เร็วกว่าความเร็วแสงในอากาศทำให้เกิดรังสี Cherenkov ในกระบวนการ แสงนี้อ่อน แต่สามารถตรวจจับได้บนพื้นผิวโลกด้วยเครื่องมือที่ละเอียดอ่อนเช่นท่อโฟโตมิเตอร์ของ HiSCORE
รังสีเชอเรนคอฟสามารถใช้เป็นตัวกำหนดแหล่งกำเนิดและความเข้มของรังสีคอสมิกเช่นเดียวกับการตรวจสอบคุณสมบัติของวัตถุทางดาราศาสตร์พลังงานสูงที่เปล่งรังสีแกมม่าเช่นเศษซากซูเปอร์โนวาและ blazars มุมมองที่กว้างช่วยให้ HiSCORE สามารถตรวจสอบโครงสร้างการเปล่งรังสีแกมม่าแบบขยายเช่นเมฆโมเลกุลก๊าซพื้นที่หนาแน่นหรือโครงสร้างขนาดใหญ่เช่นพื้นที่ก่อตัวดาวฤกษ์หรือระนาบกาแล็กซี่
HiSCORE สามารถใช้สำหรับทดสอบทฤษฎีเกี่ยวกับ Dark Matter คาดว่าจะมีคุณสมบัติการดูดซับที่แข็งแกร่งประมาณ 100 TeV การตรวจสอบสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับการดูดซับรังสีแกมม่าในโฟตอนระหว่างดวงดาวและ CMB หากการดูดกลืนแสงน้อยกว่าที่คาดหมายอาจบ่งบอกว่ามีโฟตอนหรือแกนซ่อนอยู่ นอกจากนี้ HiSCORE สามารถตรวจพบการสลายตัวของอนุภาคซูเปอร์สมมาตรขนาดใหญ่ได้ ข้อมูลจะดีขึ้นเมื่อโรงงานเติบโตในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ภายในปี 2556-2557 จะมีพื้นที่ประมาณหนึ่งตารางกิโลเมตรและอีก 10 ตารางกิโลเมตรภายในปี 2559
HiSCORE เป็นโครงการความร่วมมือระหว่างสถาบันวิจัยนิวเคลียร์แห่งรัสเซีย Academy of Sciences ในมอสโก, มหาวิทยาลัย Irkutsk State University ในไซบีเรียและ Lomonosov มหาวิทยาลัยรัฐมอสโก - เช่นเดียวกับ DESY, มหาวิทยาลัยฮัมบูร์กและสถาบันเทคโนโลยี Karlsruhe ในประเทศเยอรมนี HiSCORE ยังหวังที่จะร่วมมือกับหอดูดาวปิแอร์ Auger ในอาร์เจนตินา
ค้นหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ HiSCORE ได้ที่เว็บไซต์ของโครงการ
