Сотрудники НИИ прикладной физики Иркутского государственного университета строят водные черенковские детекторы для гамма-обсерватории TAIGA. Она находится в Тункинском астрофизическом центре ИГУ. Детекторы будут ловить вторичные частицы широких атмосферных ливней. Такие ливни возникают, когда космические лучи и гамма-кванты врезаются в атмосферу Земли.
Устроен детектор просто: это большой бак с очень чистой водой и чувствительными датчиками света. Быстрая заряженная частица, пролетая через воду, вызывает короткую слабую вспышку — черенковское излучение. Датчики её фиксируют. Бак укрыт слоем грунта. Грунт задерживает большую часть электронов и фотонов ливня, а мюоны (тяжёлые родственники электрона) проходят сквозь него до воды. По числу мюонов можно понять, что породило ливень: в ливнях от гамма-квантов мюонов обычно меньше, чем в ливнях от протонов и более тяжёлых ядер. Данные детекторов сопоставят с показаниями других приборов обсерватории.
Чем прозрачнее вода, тем меньше света теряется на пути к датчикам. Поэтому в 2025 году рядом с шестым корпусом ИГУ запустили систему подготовки ультрачистой воды. Её основа — обратный осмос: насос под давлением гонит водопроводную воду через мембрану, которая пропускает молекулы воды и задерживает большую часть солей. Установка выдаёт около 500 литров в час. Удельная электропроводность воды сейчас около 0,3 мкСм/см. Чем меньше в воде солей, тем хуже она проводит ток. В 2027 году учёные хотят приблизиться к пределу для чистой воды — около 0,055 мкСм/см при 25 °C. Дополнительно разрабатывают автоматическое измерение того, как далеко проходит в воде свет с длиной волны 380 нм (ближний ультрафиолет).
Очищенную воду повезут на обсерваторию из Иркутска грузовиком, в двух пластиковых ёмкостях по 5 м³. Сохранить чистоту — отдельная задача: вода поглощает углекислый газ из воздуха, в неё попадают пыль и микроорганизмы. Детекторы рассчитаны на срок службы больше десяти лет.
Стадия: прототип детектора успешно проработал год. Сейчас строят три полноразмерных детектора примерно по 50 м³ воды. Учёные рассчитывают, что один из них начнёт собирать данные в этом году, и торопятся заполнить бассейн до заморозков.
