CTA-MAGIC Международно сътрудничество в сферата на астрофизиката на частиците

Описание и дейности на инфраструктурата

Астрофизиката на частиците се превърна в глобално интегрирана област на науката, в която работят над 4000 учени. Те провеждат експерименти под повърхността на Земята и в океаните, на земната повърхност, в атмосферата и в Космоса. Тези изследвания сe финансират с около 400 милиона евро годишно.

Експериментите в астрофизика на частиците използват при детектирането огромни обеми от океаните или от земната кора дълбоко под повърхността, както и от атмосферата и космичното пространство. Това предполага взаимно влияние и тясно сътрудничество с науки като геофизика, океанология, науки за атмосферата, космически изследвания и др. Такива експерименти с необходимост обхващат най-новите достижения на науката и технологиите.

Екип от учени от Института за ядрени изследвания и ядрена енергетика (ИЯИЯЕ) на Българската академия на науките от 10 години участва в световно значимия астрофизичен експеримент MAGIC , като част от голяма международна колаборация, състояща се от 150 учени от десет страни (България, Италия, Испания, Германия, Финландия, Полша, Швейцария, Хърватия, Япония и Индия). Научната цел на експеримента е да се изследва т.н. „мистерия на Вселената“ – ежедневните избухванията на гама-лъчи в Космоса, откриването на нови космични източници на гама лъчи със свръхвисоки енергии, както и изследването на известните вече такива.

За да постигне тази цел, астрофизичната международна колаборация MAGIC създаде и експлоатира най-големия до скоро детектор на космични гама-лъчи в света.  Цената на експеримента надвишава 50 млн евро.

Участието на групата физици от ИЯИЯЕ в MAGIC позволи включването на наши учени в световния научен проект CTA (Cherenkov Telescope Array), без заплащането на задължителна встъпителна вноска (например, Словения заплати 1 млн евро, а США 170 млн долара за встъпване в експеримента). CTA представлява ново поколение Черенковски гама-експерименти, интегриращо най-новите технологични достижения. В проектирането на CTA участват над 1200 учени от най-развитите страни в света – почти всички европейски страни, САЩ, Япония, Бразилия, Индия.

Северната част ще се намира на мястото на разположение на експеримента MAGIC. Ядрото на екипа на CTA, отговарящ за построяването и последващата експлоатация на установката се състои от участници в експеримента MAGIC. Те ще съвместяват участието си в сеaнси на наблюдения със телескопите на MAGIC и  построяването на CTA.

През м. юли 2015 г. Дирекцията на Европейския консорциум по астрофизика на частиците APPEC (Astroparticle Physics European Consortium) посети България, с цел запознаване с начините на финансиране на българската наука. APPEC е консорциум от европейски финансиращи организации, отговарящи за координацията и финансирането на изследванията в областта на астрофизика на частиците. Както на среща в МОН със заместник-министър проф. Костадинов, така и на семинар в Института за ядрени изследвания (ИЯИЯЕ), с представители на катедри от Софийския университет и Института по астрономия на БАН, ръководството на APPEC подчерта изключителния принос на българските учени от ИЯИЯЕ в астрофизичните експерименти MAGIC и CTA.

Практиката показва, че в тези огромни транснационални научни колективи се обучават хиляди студенти и докторанти, които впоследствие отиват в най-съвременните и високо технологични отрасли на индустрията.

Българските специалисти участват във всички етапи на провеждане на експериментите: проектиране и построяване на установките, получаване на експериментални данни, разработване на модерни методи на анализ на огромни масиви от данни, физически анализ на резултатите..

Въздействие/ползи

Получаване на първокласни фундаментални научни резултати. Подготовка на магистри и докторанти в областта на астрофизиката. Запазване на научните контакти и възможности за участие в паневропейски и световни физически експерименти.

Участие в европейска инфраструктура

България е официален член на астрофизична колаборация MAGIC от 2005г.. Колаборацията MAGIC, заедно с два други водещи световни експеримента HESS и VERITAS са основатели на проекта за експеримент от ново поколение CTA. В момента консорциумът CTA включва над 1350 учени от 32 страни. Той е включен в пътната карта на ESFRI (European Strategy Forum on Research Infrastructures) от 2008 г. В пътна карта на ESFRI от 2016г. ( http://www.esfri.eu/esfri_roadmap2016/roadmap-2016.php ) CTA е първи в списъка от три проекта в областта на физическите науки и инженерство, препоръчани от ESFRI за финансиране.

Проектът получава финансиране от програма Horizon 2020 на Европейския съюз за изследвания и иновации (agreement No 676134).

По отделни части на проекта са получавани грантове от Седма рамкова програма.([FP7/2007-2013] [FP7/2007-2011] , Grant Agreement 262053).

Координатор:

Институт за ядрени изследвания и ядрена енергетика

София -1784, Бул. „Цариградско Шосе“ № 72,

https://www.cta-observatory.org/

Местоположение на инфраструктурата:

CTA ще се разполага на две места: 1) в Южното полукълбо в пустиня Атакама на надморска височина 1700 м в Чили, близо до Европейска астрономична обсерватория, 2) в Северното полукълбо на остров Ла Палма от Канарския архипелаг на Испания.

Северната част ще се намира на мястото на разположението на експеримента MAGIC. Ядрото на екипа на CTA, отговарящ за построяването и последващата експлоатация на установката се  състои от участници в експеримента MAGIC. Вече е изграден фундаментът на първия голям телескоп.

Български консорциум:

Финансов координатор

Министерство на образованието и науката

Научен  координатор 

Институт за ядрени изследвания и ядрена енергетика БАН

Членове на консорциума

Асоциацията CTA-MAGIC включва ИЯИЯЕ и Софийския Университет. ИЯИЯЕ е базовата организация.

Област на дейност:

Енергия

Проект за бюджет за периода 2018-2022:

1 600 000 евро