Vaizdo kreditas: „Fermilab“
Neseniai buvo baigtas 100-asis Pierre Augerio observatorijos detektorius, todėl masyvas tapo didžiausiu pasaulyje kosminių spindulių detektoriumi. Pradėjęs veikti detektorius turėtų sugebėti užfiksuoti pačias energingiausias kosminio spinduliuotės daleles - jos tik kartą per metus trenkiasi į 2,5 kvadratinio kilometro plotą. Šių didelės energijos dalelių paslaptis ta, kad astronomai net neįsivaizduoja, kas visatoje galėtų jas sukurti. Ilgalaikiai observatorijos planai yra iki 2005 m. Turėti 1600 detektorių.
Pabaigus savo šimtąjį paviršiaus detektorių, Pierre Auger observatorija, statoma Argentinoje, šią savaitę tapo didžiausia kosminių spindulių oro dušo matrica pasaulyje. Iki šiol Pierre Augerio projektas, kurį valdo Nacionalinės energetikos departamento „Fermi“ nacionalinės greitintuvo laboratorijos mokslininkai, apima 70 kvadratinių mylių detektorių, stebinčių žiauriausius ir galbūt labiausiai mįslingus procesus visoje visatoje, matricą.
Kosminiai spinduliai yra nežemiškos dalelės, paprastai protonai arba sunkesni jonai, kurios patekusios į Žemės atmosferą sukuria antrinių dalelių kaskadą. Kol kosminiai spinduliai artėjo prie žemės įvairiomis energijomis, mokslininkai ilgai tikėjo, kad jų energija negali viršyti 1020 elektronų voltų, maždaug 100 milijonų kartų viršijančio protonų energiją, pasiekiamą Fermilabo „Tevatron“, galingiausiame pasaulyje dalelių greitintuve. Tačiau paskutiniai eksperimentai Japonijoje ir Juta aptiko keletą tokių ypač aukštų energinių kosminių spindulių, kurie kėlė klausimų, kokie nepaprastieji įvykiai visatoje galėjo juos sukelti.
„Kaip gamta sukuria sąlygas pagreitinti mažą dalelę tokios energijos?“ paprašė Alano Watsono, Ledso universiteto, JK, fizikos profesoriaus ir atstovo, atsakingo už Pierre Augerio 250 mokslininkų iš 14 šalių atstovą. „Pasekę šias ypač aukštos energijos daleles prie jų šaltinių, atsakysime į šį klausimą“.
Mokslinė teorija gali paaiškinti mažos ir vidutinės energijos kosminių spindulių šaltinius, tačiau šių retų aukštos energijos kosminių spindulių kilmė tebėra paslaptis. Norėdami nustatyti kosminius mechanizmus, kurie gamina mikroskopines daleles iš makroskopinės energijos, Pierre'o Augerio bendradarbiaudama įdiegia matricą, kurią galiausiai sudarys 1600 paviršiaus detektorių Argentinos Pampa Amarilla rajone, esančiame Rodo saloje, netoli Malargo miesto, apie 600 mylių į vakarus nuo Buenos Airių. Pirmieji 100 detektorių jau apžiūri pietų dangų.
„Šie didžiausios energijos kosminiai spinduliai yra pasiuntiniai iš ekstremaliosios visatos“, - sakė Nobelio premijos laureatas Jimas Croninas iš Čikagos universiteto, sumanęs Augerio eksperimentą kartu su Watsonu. „Jie yra puiki galimybė atradimams.“
Aukščiausios energijos kosminiai spinduliai yra labai reti, jie Žemės atmosferą veikia maždaug kartą per metus už kvadratinę mylią. Kai ji bus baigta įrengti 2005 m., Pierre Auger observatorija užims apie 1200 kvadratinių mylių (3000 kvadratinių kilometrų), kad mokslininkai galėtų sugauti daugelį šių įvykių.
„Mūsų eksperimentas bus vykdomas ten, kur baigėsi„ AGASA “eksperimentas“, - sakė projekto vadovas Paul Mantsch, „Fermilab“, remdamasis „Akeno Giant Air Shower Array“ (AGASA) eksperimentu Japonijoje. „Aukščiausiose energijose stulbinantys dviejų didžiausių kosminių spindulių eksperimentų rezultatai, atrodo, prieštarauja. AGASA mato daugiau įvykių nei HiRes eksperimentas Juta, tačiau abiejų eksperimentų statistika yra ribota. “
Pierre'o Augerio projektas, pavadintas pionieriaus prancūzų fiziko, pirmą kartą pastebėjusio praplatėjusį orą 1938 m., Vardu, apjungia aptikimo metodus, naudojamus Japonijos ir Jutos eksperimentuose. Paviršiaus detektoriai yra nutolę vienas mylios atstumu. Kiekvieną paviršiaus bloką sudaro keturių pėdų aukščio cilindrinė talpykla, užpildyta 3000 galonų gryno vandens, saulės skydelis ir antena belaidžiam duomenų perdavimui. Jutikliai užregistruoja nematomas dalelių lavinas, suveikiančias nuo šešių iki dvylikos mylių aukštyje, tik mikrosekundėmis anksčiau, kai jos pasiekia žemę. Dalelių dušai beveik tuo pačiu metu trenkia į keletą rezervuarų.
Be rezervuarų, naujojoje observatorijoje bus 24 „HiRes“ tipo fluorescenciniai teleskopai, galintys pasiimti silpną ultravioletinį švytėjimą, kurį skleidžia oro dušai. Fluorescenciniai teleskopai, kurie gali būti eksploatuojami tik tamsiomis naktimis be mėnulio, yra pakankamai jautrūs, kad galėtų pasiimti 4 vatų lempos skleidžiamą šviesą beveik šešios mylios atstumu.
„Tai tikrai gražus dalykas, kad turime hibridinę sistemą“, - sakė Watsonas. „Į oro dušus galime žiūrėti dviem būdais. Mes galime išmatuoti jų energiją dviem nepriklausomais būdais. “
Pierre Augerio bendradarbiavimas šiuo metu rengia pasiūlymą dėl antrosios jo observatorijos vietos, esančios JAV. Antrasis detektorių matrica, turinti tą patį dizainą kaip ir Argentinos svetainė, nuskaitys šiaurės dangų galingiausių kosminių spindulių šaltiniams.
Argentinos Pierre Auger observatorijos 55 milijonų dolerių finansavimą finansavo 14 valstybių narių. JAV padengia 20 procentų visų išlaidų, remiant Energetikos departamento Mokslo tarnybai ir Nacionaliniam mokslo fondui. Visų dalyvaujančių institucijų sąrašą galima rasti šiuo adresu: http://auger.cnrs.fr/collaboration.html
„Fermilab“ yra nacionalinė laboratorija, kurią finansuoja JAV Energetikos departamento Mokslo tarnyba, kurią valdo Universitetų tyrimų asociacija, Inc.
Originalus šaltinis: „Fermilab“ naujienų leidinys
