Уникальный полигон на Памире. Как космос помогает постигать тайны элементарных частиц
В горах Памира на высоте 4,5 тысячи метров над уровнем моря расположен Международный научно-исследовательский центр по изучению космических лучей «Памир-Чакалтая». Аналогичный полигон, где круглый год можно проводить подобные исследования, на нашей планете, кроме Таджикистана, есть только в Боливии, на горе Чакалтая. Отсюда название центра на Памире. «Фергана» рассказывает о том, как началось исследование космических лучей в памирских горах, и что как сейчас работает центр «Памир-Чакалтая».
Памир — живая природная лаборатория, которая уже почти два столетия притягивает ученых из разных стран мира. Активное освоение Памира началось в ХХ веке молодой советской властью. Туда рвались геологи, физики, биологи. У писателя-фантаста Александра Беляева в романе «Звезда КЭЦ», написанном в 1936 году, именно с памирских гор на эту звезду летают люди, которые изучают космос. В 1940-е годы на Памире была заложена основа для проведения ядерных исследований — создана уникальная станция наблюдения за космическими лучами сверхвысоких энергий в Чечекты, что в Мургабском районе Горно-Бадахшанской автономной области (ГБАО) Таджикистана. Затем эти исследования были продолжены в местечке Ак-Архар.
Ядерно-космическая гонка
В те годы СССР и США соревновались в создании атомной бомбы. В 1942 году, когда в стране шла война, группа физиков прибыла в Чечекты для проведения ядерных исследований. В Чечекты был построен небольшой домик Академии наук (АН). Под схемой этого домика стояла подпись самого Иосифа Сталина, который лично утвердил схему и план строительства. В 1944 году его за одну зиму возвели военнопленные японцы.
С 1942-го и до конца 1960-х годов ученые работали там каждый год. Туда приезжали академики Дмитрий Скобельцын, нобелевские лауреаты Виталий Гинзбург и Игорь Тамм, Владимир Векслер — создатель знаменитого синхрофазотрона, академик Георгий Зацепин — автор так называемой идеи широких атмосферных ливней (под ливнями имеются в виду падающие космические лучи. – Прим. «Ферганы»), создавший теорию, которой до сих пор занимаются не только в России, но и в США, Японии, Бразилии и Боливии.
- В Чечекты физики занимались атомными исследованиями и изучением космических лучей сверхвысокой энергии. Советский Союз сильно продвинулся в этом направлении, но в 1960-е годы, когда проблема создания атомной бомбы и атомных электростанций была решена, правительство СССР свернуло программу исследования космических лучей. Станцию в Чечекты отдали биологам. Однако мировая наука не стоит на месте, и американцы стали обходить СССР по многим отраслям. После полета Гагарина они интенсивно осваивали космос, первыми оказались на Луне, работали над исследованиями космических лучей.
Советское правительство решило все наверстать и обогнать космическую программу США. Ученые-физики вернулись на Памир в 1971 году, но уже на Ак-Архар, с основной задачей — исследовать космические лучи. Для Ак-Архара в Перу был закуплен свинец — там самое крупное месторождение этого металла хорошего качества. Его привезли в Челябинск. Был построен специальный завод точной механики, и там отполировали свинцовые плиты так, чтобы на них не было никаких шероховатостей, так как только абсолютно гладкая поверхность может дать правильную картину исследований. Две тысячи тонн свинца по железной дороге были отправлены из Челябинска в Ош, и из Оша в течение трех лет машинами возили этот свинец в Мургаб, на Ак-Архар, - рассказал «Фергане» директор Центра инновационного развития науки и новых технологий АН Таджикистана, академик Мамадшо Илолов.
Станция Ак-Архар в 1980-е годы
После распада СССР и начала гражданской войны в Таджикистане исследовательские работы в горах Памира были заморожены. В 1990-е годы 400 тонн свинцовых плит были разграблены и вывезены из республики. Уникальный полигон Ак-Архар простаивал бесхозным полтора десятилетия.
«У нас есть не только стратегическое сырье, но и стратегические объекты, доставшиеся нам от бывшего СССР. Причем уникальные по своим возможностям. Например, объект на Памире — станция «Памир-Чакалтая». Больше таких нет нигде. Мы их не распродали. Ведем переговоры либо заключили соглашения с Россией и используем обоюдно в интересах наших стран», - сказал президент Эмомали Рахмон в интервью «Независимой газете» в феврале 2001 года.
Несколько лет таджикские и российские ученые вели переговоры по вопросу возобновления деятельности полигона Ак-Архар. Наконец, 29 августа 2008 года, во время визита тогдашнего президента России Дмитрия Медведева в Душанбе было подписано Соглашение об учреждении и деятельности международного научно-исследовательского центра «Памир-Чакалтая». После долгого перерыва, в 2009 году научный полигон станции восстановили, но в марте 2010 года лавина разрушила ангар, в котором находилась уникальная научная установка. Летом сотрудники центра демонтировали чудом сохранившуюся установку. И так как Ак-Архар лавиноопасен, было решено перенести станцию на полигон Колуч-куль.
Круче, чем адронный коллайдер
Земля входит в Солнечную систему, которая является маленьким уголком нашей галактики среди миллиардов других галактик. Вселенная бесконечна — у нее нет ни начала, ни конца. И вот из этих межгалактических пространств поступают сигналы в виде космических лучей. Их исследуют и во времени, и в пространстве. Мы знаем, что на границе Швейцарии и Франции есть большой адронный коллайдер. Его предназначение — выяснение свойств элементарных частиц, которые находятся внутри ядра. Физики на коллайдере получают нужные им свойства этих частиц при огромных ускорениях. Огромная энергия на огромной скорости направляется на пучок частиц, и при взрыве элементарная частица себя проявляет. В статическом положении они эти свойства не показывают. То есть надо было построить огромный ускоритель, чтобы увидеть эти свойства. А на высокогорных площадках Ак-Архар в Таджикистане и Чакалтая в Боливии эти свойства можно получить без миллиардных вложений, поскольку космические лучи там падают на землю почти со скоростью света.
Еще в 1980-е годы в ходе эксперимента на Памире было обнаружено, что элементарные частицы могут вести себя иначе. В сентябре 2010 года на БАКе обнаружили новый уникальный эффект: среди сотен частиц которые рождаются при столкновении протонов, зарегистрировали пары, движения которых связаны друг с другом. Это было представлено как сенсация, оправдывающая вложение средств в создание коллайдера. Однако фактически на БАКе подтвердили данные, полученные в середине 1980-х годов на Ак-Архаре в СССР. Ученые еще тогда наблюдали, что частицы располагаются в одной плоскости, - поясняет Мамадшо Илолов.
Рентгеноэмульсионная камера на Ак-Архаре. Фото © Антон Жданов
Советские ученые пришли к пониманию, что на Ак-Архаре можно установить рентгеноэмульсионные камеры, состоящие из свинцовых плит и серебряных пленок, которые очень чувствительны. Луч пробивает свинцовые плиты и проходит через них, а пленка фиксирует это на микроскопическом и даже на наноуровне. Чтобы проявить эти фотопленки, нужны особые технологии и дорогостоящее оборудование, которого в Таджикистане нет. Такое оборудование имеется в Москве. Там пленки изучают, и на некоторые вопросы ученые находят ответы.
«Памирская лаборатория космических лучей — это уникальная и незаменимая база для физиков всего мира, и ее потеря нанесет большой ущерб международной науке и дружбе. Ее разрушение можно сильно подорвать авторитет и положение Таджикистана в мире. Это лаборатория стерла все политические и национальные границы, и ее следует сохранить как памятник просвещенности таджикского народа», - сказал в свое время пакистанский физик, лауреат Нобелевской премии по физике Абдус Салам о памирском исследовательском полигоне.
В последние годы ученые России и Таджикистана возобновили ежегодные экспедиции на станции Ак-Архар и Колуч-куль. Проводимые в ходе них исследования приводят к новым открытиям и гипотезам. Но каждая такая экспедиция требует немалых средств, поэтому ежегодно ее проведение оказывается под вопросом. Будет ли совершена совместная экспедиция в этом году — тоже пока неизвестно. Но очевидно, что имея редчайшую, созданную самой природой лабораторию, было бы неразумно ею не пользоваться.
Звездное небо в Мургабе
Улфат Масум
