[Cytadela] �elazne promieniowanie

Home

Odszkodowanie za dziurę w drodze

http://physicschool.web.cern.ch/PhysicSchool/LatAmSchool/2005/Photos/Auger_tank2.jpgAstronauci bywaj�cy czasem w przestrzeni kosmicznej, czy to kilkadziesi�t ju� lat temu podczas legendarnego programu Apollo, czy te� wsp�cze�nie, wybieraj�c si� na kosmiczne spacery z pok�adu odchodz�cych powoli w niebyt wahad�owc�w, wspominaj� jednym g�osem o pewnym niezwyk�ym zjawisku, niespotykanym na Ziemi, z kt�rym mieli styczno�� – w przestrzeni kosmicznej, nawet zamykaj�c mocno, bardzo mocno oczy, nie ujrzymy przed sob� egipskich ciemno�ci: w pozornym mroku pojawiaj� si� co jaki� czas chaotyczne b�yski �wietlne, przypominaj�ce wy�adowania elektryczne.

Obecno�� takich b�ysk�w to prosta konsekwencja opuszczenia atmosfery ziemskiej, kt�ra dla nas, ludk�w pozostaj�cych uwi�zionych na powierzchni planety, stanowi szcz�liwym zbiegiem okoliczno�ci gigantyczn� barier�, zatrzymuj�c� winowajc� – promieniowanie kosmiczne. Wysokoenergetyczne cz�stki elementarne, docieraj�ce do naszej planety, w przypadku wspomnianych astronaut�w takowej bariery przed sob� nie maj� – uderzaj� bez przeszk�d w receptory tkwi�ce w oczach astronaut�w, nie powoduj�c co prawda szk�d (cho� przez d�u�szy czas promieniowanie to staje si� jak najbardziej niebezpieczne, jest to zreszt� jeden z g��wnych problem�w zwi�zanych z misj� na Marsa, planowan� przez Amerykan�w), jednak wywo�uj�c ciekawe wra�enia wizualne.

O samym istnieniu promieniowania kosmicznego wiemy ju� bezsprzecznie od stu lat, mimo to ci�gle bardzo niewiele nam wiadomo o naturze tego zjawiska jak i �r�dle wysokoenergetycznych cz�stek. Sk�ad promieniowania poznali�my jako tako – wiemy, �e g��wnie s� to protony, cz�stki alfa i elektrony, z nielicznymi ci�szymi j�drami, jednak ci�gle nie trwaj� gor�ce dyskusje nad tym, sk�d to promieniowanie tak naprawd� do nas przybywa. Podejrzanych jest sporo – faworyzuje si� ostatnio supermasywne czarne dziury w odleg�ych galaktykach, kt�re prawdopodobnie zdolne s� do przyspieszania cz�stek do tak gigantycznych energii: warto pami�ta� o tym, �e nawet reperowany obecnie Wielki Zderzacz Hadron�w (LHC), kt�ry b�dzie akceleratorem, jak to si� �adnie m�wi, “state of the art” pod wzgl�dem osi�g�w, wytwarza� b�dzie i tak protony o energiach miliony (!) razy mniejszych ni� ni� owe naturalne, bli�ej nam nieznane, akceleratory.

W ramach kilku eksperyment�w badawczych pr�bowano dot�d przybli�y� si� cho� o krok do odpowiedzi na nurtuj�ce astronom�w pytanie, czym w istocie owe akceleratory s�.� Badanie bezpo�rednie cz�stek promieniowania kosmicznego z powierzchni Ziemi nie jest niestety mo�liwe – cz�stki te napotykaj� wkraczaj�c w atmosfer� po prostu na zbyt wiele przeszk�d (czytaj: atomy gaz�w atmosferycznych), by dotrze� bez szwanku do detektor�w na powierzchni. Z tego wzgl�du stosuje si� inne rozwi�zanie – rejestrowane i badane s� tzw. p�ki atmosferyczne, czyli kaskady najr�niejszych cz�stek, powstaj�cych w trakcie zderzenia cz�stki promieniowania pierwotnego (tak okre�la si� wysokoenergetyczne cz�stki docieraj�ce do atmosfery z Kosmosu) z cz�stkami gazu w atmosferze (powstaje w�wczas promieniowanie wt�rne). Mo�na tutaj m�wi� dos�ownie o najprawdziwszym deszczu – jedna cz�stka o ogromnej energii potrafi w wyniku zderzenia doprowadzi� do wytworzenia setek kolejnych.

Wykorzystywane w celu badania promieniowania kosmicznego detektory, si�� rzeczy rozrzucone na sporym obszarze, s�u�� do rejestracji tego “deszczu”. Analiza zarejestrowanych cz�stek pozwala okre�li� mniej wi�cej zar�wno wysoko��, na jakiej dosz�o do zderzenia, jak i energi� oraz rodzaj cz�stki promieniowania kosmicznego, b�d�cej przyczyn� ca�ego tego zamieszania. Dzi�ki temu mo�na te� – cho� dot�d pojawiaj�ce si� informacje by�y do�� kontrowersyjne – pokusi� si� o okre�lenie miejsca na niebie, z kt�rego cz�stka przyby�a, wi��c je ze znajduj�cymi si� w oddali obiektami takimi jak galaktyki.

Jednym z obserwatori�w promieniowania kosmicznego jest obserwatorium im. Pierre’a Augera, kt�re – niestety – ci�gle jeszcze nie osi�gn�o pe�nej funkcjonalno�ci i znajduje si� na etapie jego budowy. Poniewa� cz�stki o naprawd� gigantycznej energii to zjawisko niezwykle rzadkie – jedna dociera do nas – uwaga-� raz na sto lat na km2 (!) – konieczne jest pokrycie detektorami jak najwi�kszej powierzchni. Obserwatorium docelowo sk�ada� si� b�dzie z dw�ch stanowisk badawczych (po�udniowego i p�nocnego) – jedno, zlokalizowane niedaleko miasteczka Malarg�e na argenty�skiej Pampie, cho� nie do ko�ca gotowe, dzia�a ju� od kilku lat, natomiast przy drugim, w stanie Colorado w USA, rozpocz�y si� prace budowlane. Same detektory to wzgl�dnie niewielkie zbiorniki z wod� (docelowo po 1.600 sztuk na ka�dym ze stanowisk).� Plac�wka w Argentynie uzyska�a ju� pewne efekty swej pracy i na sympozjum naukowym o �adnej nazwie “Window on the Universe”, kt�re w ostatnich dniach odby�o si� w pewnym zamku w miejscowo�ci Blois we Francji, zaprezentowano wyniki bada� z ostatnich dw�ch lat.

Naukowcy zajmuj�cy si� zagadnieniem promieniowania kosmicznego twierdzili dot�d, �e lwi� cz�� cz�stek sk�adaj�cych si� na promieniowanie o najwi�kszej energii stanowi� protony. Nic w tym w sumie dziwnego – z jednej strony bowiem j�dra ci�szych pierwiastk�w s� �atwiej przyspieszane ze wzgl�du na ich wi�kszy �adunek elektryczny, z drugiej jednak takie j�dra s� o wiele “wra�liwsze” i procesy, kt�re nadawa�yby im pr�dko�ci, mog� jednocze�nie �atwo prowadzi� do ich rozpadu. Podobnie zreszt� sprawa ma si� z podr� promieniowania kosmicznego przez otch�anie Kosmosu – s� to miliony a nawet miliardy lat �wietlnych, w trakcie kt�rych ci�sze j�dra maj� o wiele wi�ksze szanse na zderzenia i rozpad na pomniejsze elementy. Ogromnym zaskoczeniem s� wi�c wyniki przedstawione przez naukowc�w pracuj�cych w argenty�skim obserwatorium Augera, wedle kt�rych od pewnej energii – mianowicie 10 18 eV (elektronowolt�w) – protony trac� drastycznie szybko przewag� liczebn� i podstawowym sk�adnikiem promieniowania kosmicznego staj� si�… j�dra �elaza.

Skonfundowani astronomowie przyj�li te rewelacje pewnie z b�lem g�owy – nie do��, �e i tak niewiele wiemy o promieniowaniu kosmicznym, to obraz jeszcze bardziej zdaje si� zaciemnia�. Naukowcy przedstawiaj�cy wyniki bada� zapewniaj�, �e analizowali dane dwa lata, by upewni� si�, �e nie pope�nili b��du. I cho� b��du jako takiego nigdy nie mo�na do ko�ca wykluczy�, to p�ki nikt tego b��du nie znajdzie pytanie pozostaje aktualne – w jaki spos�b do takiej przewagi dochodzi? Nikt nie ma poj�cia p�ki co, w jaki spos�b j�dra �elaza mog� przetrwa� tak uci��liw� podr�. Problem powtarza si� r�wnie� w przypadku �r�d�a promieniowania – supermasywne czarne dziury otoczone s� w znacz�cej mierze przez wod�r i hel, jednak o �elazo tam z pewno�ci� trudniej.

Musimy troch� poczeka� na reakcj� t�gich g��w, kt�re pokusz� si� w ko�cu o interpretacj� tych rewelacji. W mojej skromnej opinii jest to do�� ciekawy kierunek, w kt�rym temat si� rozwija – mo�e byli�my zbyt pewni siebie co do naszej rzekomej wiedzy o promieniowaniu kosmicznym? Kto wie.

Publikacja naukowc�w na Arxiv.org

�r�d�a:

Link 1

Link 2

Zdj�cie: Jeden z tysi�cy zbiornik�w z wod� b�d�cych sk�adnikami obserwatorium Augera

�r�d�o zdj�cia

Credit: Auger/CERN
Wy�wietl pe�ny artyku�

zanotowane.pl

doc.pisz.pl

pdf.pisz.pl

mizuyashi.htw.pl

Podobne

Template provided by Designs by Darren Opracowanie Marketing w Internecie dla Odszkodowanie za dziurę w drodze