"Памир-Чакалтая" - уникальный проект на десятилетия

В последние два года Россией и Таджикистаном был возобновлен уникальный международный проект – создание на высокогорном полигоне уникального научно-исследовательского центра «Памир – Чакалтая».

 

Цель исследований - детальное изучение принципиально новых явлений и процессов, наблюдаемых в космических лучах при сверхвысоких энергиях. Речь идет о таких энергиях, которые в лабораторных условиях стали доступны лишь недавно, с вводом в эксплуатацию ускорителя-коллайдера LHC в Европейском центре ядерных исследований.

 

История проекта

Первая экспедиция советских физиков на Памир состоялась еще в 1944 году, во время Великой Отечественной войны. Тогда в СССР были активизированы ядерные исследования, в том числе, изучение физики космический лучей. В 44-ом, в ходе экспедиции Физического института Академии Наук, возглавляемой будущим академиком и создателем знаменитого синхрофазотрона Векслером, впервые заговорили о ядерной природе ливней, порождаемых космическими лучами, изучение которых впоследствии привело к открытию ядернокаскадного процесса.

 

В 70-80-х годах прошлого века в горах Восточного Памира учеными из разных республик Советского Союза была создана и развернута научная установка, в работе на которой были заинтересованы исследователи из разных стран мира. Дело в благоприятном астроклимате Восточного Памира, характеризующемся большим количеством безоблачных ночей, высокой прозрачностью и сухостью воздуха. В этом отношении он не уступает условиям высокогорной пустыни Атакама в Чили, где за последние годы построены несколько крупнейших международных обсерваторий. После распада СССР исследовательская деятельность в горах Таджикистана была заморожена.

 

Российско-таджикский научный ренессанс

Но несколько лет назад Россия и Таджикистан возобновили совместные ядерно- и астрофизические исследования космических лучей на высокогорном научном полигоне «Ак-Архар» в рамках деятельности Международного научно-исследовательского центра (МНИЦ) «Памир-Чакалтая». Российско-таджикское межправительственное соглашение о создании этого центра было подписано в 2008 году в Душанбе. Федеральный закон РФ «О ратификации Соглашения между Правительством РФ и Правительством РТ о создании и деятельности МНИЦ «Памир-Чакалтая» президент России Дмитрий Медведев подписал 9 ноября 2009 года.

 

Ответственность за выполнение соглашения с российской стороны возлагается на Федеральное агентство по науке и инновациям, с таджикистанской – на Академию наук РТ. Высшим органом управления Центром является Совет полномочных представителей сторон, в состав которого входит по одному представителю от каждой страны и одному его заместителю. Российские и таджикистанские ученые работают в проекте на паритетных основаниях.

 

Юридически Центр учрежден на равноправной основе, с равнодолевым первоначальным взносом сторон. Таджикистанская сторона передает Центру на все время его функционирования земельные участки площадью 10 га и 2 га в урочище Ак-Архар и в районе перевала Ак-Байтал Мургабского района Горно-Бадахшанской автономной области. Также стороны согласились с передачей Центру на безвозмездной основе созданных ранее российскими и таджикистанскими научными организациями экспериментальных методик, компьютерных программ для обработки и анализа данных, самих банков экспериментальных и расчетных данных и проявленной рентгеновской пленки с экспериментальными событиями. Созданное или приобретенное Центром за время его деятельности имущество, в том числе интеллектуальная собственность, находится в его собственности.

 

Финансирование фундаментальных научных исследований, проводимых на базе Центра, осуществляется за счет средств научно-исследовательских организаций России и Таджикистана, а также научных организаций других государств-членов, присоединившихся к заключенному соглашению, национальных и международных научных фондов. Финансирование деятельности дирекции Центра осуществляется на паритетной основе за счет средств федерального бюджета РФ, выделяемых Федеральному агентству по науке и инновациям, и средств государственного бюджета Таджикистана, выделяемых Академии наук РТ.

 

Исследования были возобновлены немедленно, но…

Сразу же после образования Центра на Памире был начат очень важный эксперимент, по изучению явлений, наблюдаемых в космических лучах при сверхвысоких энергиях. Эти явления могут свидетельствовать о возникновении «новой физики», управляющей материей, разогретой до экстремальных температур и сжатой до предельных давлений, при которых плавятся даже элементарные частицы, превращаясь в кварк-глюонную плазму. Как предполагают, и не безосновательно, физики, именно в таком состоянии пребывала Вселенная в первые мгновения своего существования сразу после Большого взрыва. Физики также предполагают, что эти процессы проявляют себя и в недрах так называемых, активных ядер галактик и нейтронных звезд, ускоряющих космические лучи до сверхвысоких энергий.

 

Однако обрушавшаяся на полигон 17 марта 2010 года горная лавина разрушила ангар, в котором размещалась уникальная научная установка. Директор Международного научно-исследовательского центра «Памир-Чакалтая» (МНИЦ-ПЧ), старший научный сотрудник Физического института им. П. Н. Лебедева РАН Александр Борисов успокаивает ученое сообщество: «К счастью, сама установка практически не пострадала, а вопрос о закрытии научного полигона даже не вставал». «Скажу вам больше, - продолжил Борисов, - экспериментальные исследования на полигоне были прерваны всего лишь на год, поскольку сначала было необходимо разобрать завалы и восстановить хотя бы крышу над установкой, невзирая на то, что лавина уничтожила ангар, оснащенный электротехническим и электромеханическим оборудованием».

 

В целом Центр деятельности не прекращал ни на день – с лета 2010 года, как только растаял многометровый снег, сотрудники демонтировали чудом уцелевшую установку (2х-ярусную рентгеноэмульсионную камеру площадью 36 кв.м и массой почти 200 тонн). Уже летом 2011 года Центру удалось своими силами, до получения целевого финансирования, частично восстановить ангар и заложить на экспозицию новую партию рентгеновской пленки, доставленной из Москвы. Ученые сразу уведомили о случившемся правительства России и Таджикистана и запросили дополнительное финансирование, требующееся для восстановления разрушенной инфраструктуры полигона и развертывания новой, более совершенной установки. Выбрали площадку для перебазирования научного полигона на лавинобезапасное место.

 

«Это совсем не простая задача, - уточнил директор Центра. – Дело в том, что место должно отвечать определенным условиям. Самое главное – высота не ниже 4200 метров над уровнем моря. Близость к открытому космосу обеспечивает высокую эффективность изучения частиц сверхвысокой энергии, которые попадают на землю в составе космических лучей. Но горы – это всегда место со сложным рельефом, а нам было необходимо найти открытую площадку, где можно разместить установку площадью порядка 1 квадратного километра. Поэтому мы предпочли спуститься на 100 метров и расположиться в широкой высокогорной долине». Больше всего после снежного обвала ученые жалеют об утрате рентгенографической пленки, на протяжении года регистрировавшей частицы космических лучей. Это был готовый, ценнейший материал для анализа космических лучей сверхвысоких энергий.

 

Но исследователи нашли в себе силы даже в этой ситуации усмотреть положительные стороны. «Вмешательство стихии мы оценили не как трагедию, а как кризисную ситуацию, как проблему, у которой есть решение, к тому же, отрывающее новые возможности», - сказал Александр Борисов. Он пояснил, что новое оборудование будет более инновационным, что позволит проводить комплексные исследования сразу нескольких компонент космических лучей и повысить информативность наблюдений, а также даст возможность обрабатывать данные исследований в режиме реального времени. В скором времени на научном полигоне ученые смогут вести наблюдения 365 дней в году. «Потребуется создать комфортные условия для жизни и работы исследователей зимой», - сразу уточняет Борисов. Кроме того, обновление инфраструктуры, по мнению исследователя, может привлечь к участию в проекте «Памир-Чакалтая» иностранных ученых. Центр уже сотрудничает с коллегами из Киргизии и некоторых других стран СНГ и дальнего зарубежья. Структура соглашения о МНИЦ дает возможность присоединения к нему других государств, в первую очередь тех, ученые которых участвовали в 80-х годах в проведении международного эксперимента «Памир-Чакалтая». В настоящее время ведутся переговоры о присоединении к Соглашению Казахстана, Армении и Узбекистана.

 

Межгосударственная помощь и международное сотрудничество

В деятельности Центра «Памир-Чакалтая» уже не раз принимал участие Межгосударственный фонд гуманитарного сотрудничества стран-участниц СНГ (МФГС). В 2010 и 2011 годах он спонсировал мероприятия, цель которых – восстановление научного сотрудничества на пространствах СНГ в рамках МНИЦ-ПЧ. Так, в сентябре 2010 года в Душанбе была проведена международная конференция - своеобразная презентация Центра, в апреле 2011 года – международный семинар, а в сентябре 2011-го – международная школа молодых астрофизиков. Ученые надеются, что очередная школа с проведением практических занятий на высокогорном полигоне пройдет в 2012 году в Хороге вновь, при содействии МФГС. Необходимые средства для восстановления полигона после снежного обвала сотрудники Центра рассчитывают получить уже в первые месяцы 2012 года. За зиму и весну хотят успеть закупить необходимое оборудование, чтобы летом восстановить полигон на новой площадке и приступить к развертыванию новой установки «Памир-XXI». Одновременно будут вестись работы, связанные с продолжением экспонирования 2-ярусной рентгеноэмульсионной камеры на старой площадке.

 

Директор Центра разъяснил, в чем заключаются эти экспериментальные работы. «Как происходит регистрация частиц и ведется анализ данных? Очень просто, - считает Александр Борисов. - Частицы, прилетающие из космоса, могут обладать энергией в миллиарды триллионов электрон-вольт. Проникая в атмосферу Земли, они порождают в ней гигантские ливни вторичных частиц, достигающих поверхности Земли. Но и эти вторичные частицы обладают подчас столь большой энергией, что для их фиксации на рентгенографическую пленку необходимо использовать толстые свинцовые поглотители. К счастью для землян и всего живого, такие частицы приходят на землю очень редко. Чем выше расположены экспериментальные установки, тем меньше подвержены регистрируемые ими сигналы экранирующему влиянию воздушного слоя над установкой, поглощающего менее энергичные частицы и искажающегося общую картину. Используемые в настоящее время рентгеноэмульсионные камеры представляют собой «слоеные пироги» из свинцовых плит, прослоенных рентгеновскими пленками. На пленке мы видим следы (треки) наиболее энергичных частиц, прошедших через камеру, в виде скопления темных пятен. Это мы называем «событием». Проэкспонированная в течение года пленка отправляется в московскую лабораторию, где ученые проводят ее анализ и на основе полученных данных строят свои заключения».

 

На вопрос, не повлияли ли на отношение к проекту российской стороны недавние события с русским и эстонским летчиками, Борисов ответил: «Не вижу предпосылок. К подписанию соглашения, преодолевая геополитические, межнациональные, юридические препятствия, мы вместе шли 15 лет. Теперь, чтобы достичь реальных результатов, требуются десятилетия совместной работы. Обе стороны заинтересованы в развитии взаимовыгодного сотрудничества, которое позволяет создавать современную научную инфраструктуру и совершать научные открытия мирового уровня».

 

В названии Центра и самого проекта «Памир-Чакалтая» упоминается имя горы Чакалтая, возвышающейся над Ла-Пасом – столицей Боливии. Чакалтая в переводе с языка индейского племени аймара, которое живет в высокогорных областях Боливии, означает «холодный путь». На этой горе на высоте 5 тысяч 200 метров находится аналогичная научная станция по изучению космических лучей сверхвысоких энергий, основанная еще в 1947 году. В Боливии активно работают японские и бразильские физики, которые когда-то тесно сотрудничали с советскими коллегами, работавшими на Памире. Сегодня, с возрождением МНИЦ «Памир-Чакалтая», появились хорошие основания для возобновления широкого международного сотрудничества.

 

09.12.2011.