Výskum kozmických častíc, ktorý sa začal balonom, ktorý sa začal pred viac ako sto rokmi, príde v budúcom roku veľkou podporou - až po nízku obežnú dráhu Zeme, keď sa vesmírnej stanici pošlú kozmické energetické energie a masa NASA (CREAM), čím sa stane (ste na to pripravení?) ISS-CREAM, špeciálne navrhnuté na detekciu vysoko-energetických kozmických lúčov a na pomoc vedcom pri určovaní toho, aký môže byť ich záhadný zdroj (zdroje).
"Odpoveď je taká, na ktorú čaká svet už 100 rokov," uviedla vedkyňa programu Vernon Jones.
Prečítajte si viac o tomto „chladnom“ experimente nižšie:
Kozmický lúč Energetika a masa (CREAM) bude prvým nástrojom kozmického žiarenia navrhnutým na detekciu v takýchto vyšších energetických rozsahoch a počas tak dlhého trvania v priestore. Vedci dúfajú, že objavia, či sú kozmické lúče urýchlené jedinou príčinou, ktorá je považovaná za supernovu. Nový výskum by tiež mohol určiť, prečo je pri veľmi vysokých energiách detegovaných menej kozmických lúčov, ako sa predpokladá.
"Kozmické lúče sú energetické častice z vesmíru," uviedol Eun-Suk Seo, hlavný výskumný pracovník štúdie CREAM. „Poskytujú priamu vzorku hmoty zvonku slnečnej sústavy. Merania ukázali, že tieto častice môžu mať energiu až 100 000 biliónov elektrónov. Je to obrovská energia, ďaleko za hranicami všetkej energie, ktorú je možné vyrobiť pomocou umelých urýchľovačov, dokonca aj veľkého hadrónového urýchľovača v CERN. “
Vedci tiež plánujú študovať pokles detekcie kozmického žiarenia, ktorý sa nazýva spektrálne „koleno“, ku ktorému dochádza pri asi tisíc biliónov elektrónvoltov (eV), čo je asi 2 miliardy krát silnejšie ako emisie pri lekárskom skenovaní jadrovým zobrazením. Čokoľvek spôsobuje kozmické žiarenie alebo ich filtruje, keď sa pohybujú v galaxii, uhryzne z populácie od 1 000 biliónov elektrónov voltov nahor. Spektrum kozmických lúčov ďalej siaha oveľa ďalej, než sa predpokladá, že supernovy sú schopné produkovať.
Na vyriešenie týchto otázok NASA plánuje umiestniť CREAM na palubu vesmírnej stanice a stať sa ISS-CREAM. Prístroj preletel šesťkrát celkom 161 dní na balónoch s dlhým trvaním, ktoré krúžia okolo južného pólu, kde sú magnetické siločiary Zeme v podstate vertikálne.
Myšlienka energetických častíc prichádzajúcich z vesmíru nebola známa v roku 1911, keď Victor Hess, laureát Nobelovej ceny za fyziku v roku 1936, ktorý sa zaslúžil o objav kozmických lúčov, sa vzal do vzduchu, aby sa vysporiadal s tajomstvom, prečo sa materiály elektrifikovali výškou. ionizácie. Očakávalo sa, že ionizácia sa oslabí, keď sa človek dostane ďalej od Zeme. Hess vyvinul citlivé prístroje a vzal ich tak vysoko ako 5,3 km (5,3 km) a zistil, že ionizácia vzrástla až na štvornásobok s nadmorskou výškou, dňom alebo nocou.
Lepšie porozumenie kozmickým lúčom pomôže vedcom dokončiť začaté práce, keď Hess nečakane zmenil pozemskú otázku na hviezdnu hádanku. Odpoveď na túto hádanku nám pomôže pochopiť skrytý základný aspekt toho, ako je naša galaxia a možno aj vesmír budovaný a funguje.
Tento fenomén čoskoro získal populárne, ale mätúce meno, kozmické lúče, z chybnej teórie, že to boli röntgenové lúče alebo gama lúče, ktoré sú elektromagnetickým žiarením, napríklad svetlo. Namiesto toho sú kozmické lúče vysokorýchlostnými, vysokoenergetickými časticami hmoty.
Ako častice nemôžu byť kozmické lúče zaostrené ako svetlo v ďalekohľade. Namiesto toho vedci zisťujú kozmické lúče svetelným a elektrickým nábojom, ktorý vzniká, keď častice narážajú do hmoty. Vedci potom pomocou detektívnej práce identifikujú pôvodnú časticu priamym meraním elektrického náboja a stanovením energie z lavíny zvyškov, ktoré vytvárajú vlastné prekrývajúce sa stopy.
CREAM vykonáva túto stopovú prácu pomocou ionizačného kalorimetra navrhnutého tak, aby uvoľnil energiu kozmickým lúčom. Vrstvy uhlíka, volfrámu a iných materiálov majú v komíne dobre známe jadrové „prierezy“. Elektrické a optické detektory merajú intenzitu udalostí, keď kozmické častice, od vodíka po železo, prechádzajú prístrojom.
Aj keď lety lietadla CREAM dosiahli vysoké nadmorské výšky, nad atmosférou zostala dostatočná atmosféra, ktorá by zasahovala do meraní. Plán na pripevnenie prístroja na vonkajšiu stranu vesmírnej stanice ho umiestni nad zakrývajúce účinky atmosféry v nadmorskej výške 250 kilometrov.
"Na čo teraz môžeme umiestniť nádej na vyriešenie mnohých hádaniek, ktoré stále existujú, pokiaľ ide o pôvod a zloženie kozmického žiarenia?"
- Victor F. Hess, Nobelova prednáška, december 1936
Zdroj: NASA
