Характер черенковского
излучения таков, что, фиксируя с высоким
временны,м разрешением его кванты и зная
пространственную геометрию
экспериментальной установки (зная
координаты размещения фотоэлектронных
умножителей), мы при помощи вычислений
можем достаточно точно определить
местоположение источника первичного
излучения в сферической системе
координат, связанной с экспериментальной
установкой. Таким образом, соединение
системы датчиков и вычислителя рождает
качественно иное устройство -
телескоп.
Эффект
Вавилова-Черенкова позволяет
конструировать телескопы, способные
успешно работать не только в области
гамма-астрономии сверхвысоких энергий
[Космические частицы высоких энергий
способны формировать в атмосфере так
называемые широкие атмосферные ливни
вторичных быстрых заряженных частиц,
исследование которых также
осуществляется при помощи датчиков
черенковского излучения]. Целый ряд
интереснейших физических процессов во
Вселенной (в частности, в недрах Солнца,
куда принципиально не способен
"заглянуть" ни один из оптических,
радио- или гамма- инструментов)
происходит с выделением нейтрино - до
сих пор во многом загадочной частицы,
главным из свойств которой является,
пожалуй, чрезвычайно слабое
взаимодействие с веществом. Тем не менее
редкие взаимодействия нейтрино с атомами
вещества рождают вторичные заряженные
частицы высоких энергий, которые при
движении в подходящей среде способны
излучать "черенковские"
фотоны.
Ничтожная плотность
событий взаимодействия нейтрино с
веществом определяет необходимость
строительства (иного слова не подберу!)
огромных по размеру и массе детекторов -
их масса достигает сотен тысяч тонн. А
само использование черенковского
излучения (оптического) приводит к тому,
что детекторы должны быть прозрачными и
с возможно более высоким показателем
преломления. На практике же самым
подходящим веществом для создания
детектором нейтринных телескопов
оказалось… вода.
Что же собой
представляет нейтринный
телескоп?
Сильно упрощая, это
устройство можно описать так: бак со
специально подготовленной водой,
снабженный системой многочисленных
датчиков черенковских фотонов
(фотоэлектронные умножители, способные
реагировать на единичные кванты света),
плюс электроника, позволяющая с возможно
большим временны,м разрешением
фиксировать кванты черенковского
излучения. Ну и, конечно, вычислитель.
Разумеется, конструкция нейтринного
телескопа гораздо сложнее, а его размеры
и инженерная сложность - поражают. Ведь
для того, чтобы исключить попадание в
объем детектора случайных заряженных
частиц (например, из космоса), его
необходимо окружить мощнейшей защитой. С
этой целью установку помещают глубоко
под землю или под воду.
