Международная коллаборация GRAND (Giant Radio Array for Neutrino Detection) сделала важный шаг в изучении ультравысокоэнергичных (УВЭ) частиц космического происхождения. Эти частицы, включая космические лучи, нейтрино и гамма-лучи, несут информацию о самых экстремальных процессах во Вселенной, но их происхождение остаётся загадкой. GRAND ставит своей целью обнаружение этих частиц с помощью гигантских массивов радиотелескопов, способных фиксировать радиосигналы от атмосферных ливней, вызванных взаимодействием УВЭ-частиц с атмосферой Земли.

С 2023 года в трёх странах работают прототипы GRAND: GRAND@Nançay во Франции, GRAND@Auger в Аргентине и GRANDProto300 в Китае. Эти установки тестируют ключевые технологии, включая автономную регистрацию ливней и работу в сложных полевых условиях. Например, GRANDProto300, расположенный в пустыне Гоби, уже прошёл две стадии развёртывания и включает 65 антенн, а GRAND@Auger использует инфраструктуру обсерватории Пьера Оже для совместного анализа данных.

Основная задача прототипов — подтвердить возможность работы системы в условиях сильных радиопомех и экстремальных погодных условий. В ходе экспериментов удалось показать, что антенны способны эффективно фиксировать слабые радиосигналы, а алгоритмы обработки данных успешно отделяют полезные события от шумов. Кроме того, измерения подтвердили, что прототипы могут работать автономно в течение длительного времени, используя солнечные батареи и защищённые от перегрева системы охлаждения.

Одним из ключевых достижений стало измерение галактического синхротронного излучения, которое используется для калибровки детекторов. Эти данные также помогают лучше понять электромагнитную среду на местах установки, что важно для дальнейшего масштабирования проекта. Например, в Китае уровень радиопомех оказался значительно ниже, чем в Аргентине, что делает этот регион особенно перспективным для будущих наблюдений.

GRAND планирует развернуть массивы из десятков тысяч антенн в Северном и Южном полушариях, чтобы обеспечить полный охват неба. Ожидается, что такие установки смогут регистрировать тысячи УВЭ-космических лучей в год и фиксировать даже слабые потоки нейтрино, недоступные для современных детекторов. Прототипы уже позволили зафиксировать первые события, соответствующие ультравысокоэнергичным космическим лучам, а в Аргентине удалось зафиксировать событие, совпадающее с данными обсерватории Пьера Оже.

Коллаборация также уделяет внимание экологической устойчивости проекта. Например, использование новых материалов для антенн и более долговечных батарей позволит снизить углеродный след установки. Эти изменения будут интегрированы в следующую фазу развёртывания.

GRAND открывает новые перспективы для изучения экстремальных явлений во Вселенной. Будущие этапы проекта позволят не только разгадать тайну происхождения УВЭ-частиц, но и расширить знания о космических процессах, недоступных для других методов наблюдений.