История кафедры космических лучей и физики космоса

Кафедра космических лучей и физики космоса была создана на физическом факультете МГУ в 1946 г. в составе отделения строения вещества, возглавляемого академиком Д.В.Скобельцыным. Заведующим кафедрой космических лучей был назначен академик Сергей Николаевич Вернов,а с 1982 г. стал академик Георгий Тимофеевич Зацепин.

Основной базой научной работы студентов, аспирантов и сотрудников кафедры является Научно-исследовательский институт ядерной физики (НИИЯФ МГУ) им. Д.В.Скобельцына. Кафедра сотрудничает также с лабораторией космических лучей Физического института им. П.Н.Лебедева (ФИАН), отделом лептонов высоких энергий Института ядерных исследований (ИЯИАН) и другими академическими институтами.

В разные годы на кафедре преподавали академики : Векслер В.И., Зацепин Г.Т., Добротин Н.А., Марков М.А., Померанчук И.Я.,Скобельцын Д.В., Франк И.М., Христиансен Г.Б., Чудаков А.Е. и члены-корреспонденты РАН Киржниц Д.А., Никольский С.И.; профессора: Веселовский И.С., Григоров Н.Л., Дорман Л.И., Иваненко И.П., Калмыков Н.Н., Кропоткин А.П., Лебединский А.И., Мурзин В.С., Панасюк М.И., Ракобольская И.В., Санин А.А., Сарычева Л.И.

Выпускниками кафедры являются ведущие ученые в области физики космических лучей и астрофизики высоких энергий: академики и члены-корреспонденты РАН: Кузьмин В.А., Ряжская О.Г., Чудаков А.Е, Христиансен Г.Б., доктора наук: Березинский В.С., Домогацкий В.А., Панасюк М.И., Ракобольская И.В., Сарычева Л.И., Славатинский С.А., Смирнов А.И. и др.

Лауреаты Ленинской премии: Вернов С.Н., Зацепин Г.Т., Киржниц Д.А., Чудаков А.Е., Христиансен Г.Б.Лауреаты Сталинской премии: Вернов С.Н., Григоров Н.Л., Зацепин Г.Т. Лауреаты Государственной премии Российской Федерации: Зацепин Г.Т., Чудаков А.Е. Лауреаты Ломоносовской премии МГУ: Григоров Н.Л., Зацепин Г.Т., Калмыков Н.Н., Ковтюх А.С., Мурзин В.С., Панасюк М.И., Ракобольская И.В., Сарычева Л.И., Христиансен Г.Б.

Научные исследования на кафедре велись в разных направлениях:
В 40-е , 50-е годы под руководством Д.В.Скобельцына и С.Н.Вернова исследовалась природа первичных космических лучей с помощью приборов, поднимаемых на шарах-зондах. Было установлено, что первичное космическое излучение - это поток положительно заряженных частиц.
В работах Д.В.Скобельцына и Г.Т.Зацепина была создана теория ядерно-каскадного процесса (Сталинская премия).
В 50-е годы под руководством С.Н.Вернова была организована сеть станций для наблюдения вариаций интенсивности космических лучей.
В 50-е и последующие годы под руководством С.Н.Вернова, Г.Т.Зацепина и Г.Б.Христиансена на территории МГУ была создана установка для изучения Широких Атмосферных Ливней (ШАЛ). Наиболее ярким результатом исследований стало открытие излома в энергетическом спектре первичных частиц при энергии около 3. 10 15 эВ.
В 50-е в лаборатории космических лучей Григоровым Н.Л., Мурзиным В.С. и Раппопортом И.Д. был разработан новый метод измерения энергии частиц - ионизационный калориметр.
В 60-е годы изучены особенности механизмов множественного рождения частиц в космических лучах и на ускорителях (Мурзин В.С., Сарычева Л.И.).
В 60-е годы под руководством Г.Т.Зацепина и И.В.Ракобольской была создана подземная установка со свинцовыми рентген-эмульсионными камерами (РЭК), позволяющая одновременно получать зенитно-угловые и энергетические распределения мюонов с энергией от 2 до 4 . 10 12 эВ. Эта работа позволила определить энергетический спектр протонов вплоть до энергий 10 14 эВ , показать вклад процессов быстрой генерации мюонов и установить долю каонов, образованных в актах ядерного взаимодействия при сверхвысоких энергиях.
	РЭК
В 70-е годы на Памире при участии сотрудников кафедры И.В.Ракобольской, Е.А.Мурзиной, Т.П.Аминевой, Н.П.Ильиной и др. РЭК были использованы для изучения взаимодействия адронов при энергиях 10 14 - 10 17 эВ. При исследовании гамма-адронных семейств, была выявлена природа 'гало', наблюдалось явление выстроенности вторичных частиц, подтвержден эффект Ландау-Померанчука-Мигдала в свинце при сверхвысоких энергиях.
В 63-64 годах были выполнены первые эксперименты по изучению углового распределения мюонов с помощью счетчиков заключенных в батискафе, погружающемся на глубину до 1.5 км на озере Байкал (Сарычева Л.И., Ильина Н.П.)
В 1965-76 годах на высокогорной станции Арагац (3860м н.у.м.) под руководством Л.И.Сарычевой была построена и многие годы работалаустановка 'Пион' - ионизационный калориметр в сочетании с многослойным пропорциональным счетчиком, на которой определялся энергетический спектр и состав космического излучения на горах. Впервые с помощью 36-слойного счетчика и калориметра, на основе кривой Ландау и энергии оценивались массы частиц, упавших на установку. В дальнейшем этот метод стал использоваться в экспериментах на ускорителях
	КАЛОРИМЕТР

Начиная с 1973 года метод РЭК использовался в серии баллонных полетов в стратосфере для изучения энергетических распределений фотонов и адронов.

В 1946 году под руководством С.Н.Вернова стали создаваться приборы, устанавливаемые на ракетах, для изучения космических лучей за пределами атмосферы. С 1957 году аппаратура для изучения космической радиации устанавливалась на ИСЗ. Полученные результаты привели к открытию радиационных поясов Земли (РПЗ), обнаружению стока частиц из РПЗ. Были изучены процессы захвата и ускорения частиц, создана количественная теория РПЗ. Полеты автоматических межпланетных станций (АМС) 'Венера', 'Марс', 'Прогноз' позволили изучать космические лучи в межпланетном пространстве, исследовать солнечную активность, модуляции солнечных и галактических космических лучей.

В 60-е годы под руководством Г.Т.Зацепина и А.Е. Чудакова на Северном Кавказе, в ущелье р.Баксан была построена первая в мире Нейтринная обсерватория, на которой измерялись потоки мюонов и солнечных нейтрино. Эти работы заложили фундамент нейтринной астрономии и нейтринной астрофизики.
В эти же годы Г.Т.Зацепиным и А.Е. Чудаковым было предложено использовать черенковское излучение ШАЛ для поиска источников космического гамма -излучения с энергией выше 1ТэВ. С этой работы началась наземная гамма-астрономия высоких энергий.
	Черенковский Гамма-Телескоп
Г.Т.Зацепиным и В.А. Кузьминым был предсказан эффект обрезания энергетического спектра космических лучей метагалактического происхождения в области 3 . 1019эВ из-за взаимодействия с реликтовым радиоизлучением Вселенной.

На кафедре исторически сформировались научные школы (НШ):

1. НШ академика С.Н.Вернова - по изучению радиационных поясов Земли и первичных космических лучей за пределами атмосферы на ИСЗ;
2. НШ академика Г.Т.Зацепина по физике космических лучей, нейтринной физике и астрофизике;
3. НШ академика А.Е.Чудакова по физике лептонов высокой энергии и гамма-астрономии;
4. НШ академика Г.Б.Христиансена по исследованию космических лучей сверхвысоких энергий методом широких атмосферных ливней.

В настоящее время научная работа на кафедре ведется в рамках научных школ: