A kozmikus részecskék ballon alapú kutatása, amely több mint egy évszázaddal ezelőtt kezdődött, nagy lendületet kap a következő évben - egészen az alacsony földi pályára, egészen addig, amikor a NASA kozmikus sugarainak energiáját és tömegét (CREAM) eljuttatják az Űrállomáshoz (készen állsz erre?) ISS-Cream, amelyet kifejezetten a szuper-nagy energiájú kozmikus sugarak detektálására fejlesztettek ki, és segítik a tudósokat annak meghatározásában, hogy mi rejtélyes forrásaik lehetnek.
"A válasz az, amelyre a világ 100 éve vár." - mondta Vernon Jones programtudós.
Olvassa el az alábbiakban ezt a „hűvös” kísérletet:
A Kozmikus Sugár Energetika és Tömeg (CREAM) lesz az első kozmikus sugár eszköz, amelyet úgy terveztek, hogy ilyen magasabb energiatartományban és ilyen hosszabb időtartamra érzékelje az űrben. A tudósok azt remélik, hogy felfedezik, hogy a kozmikus sugarakat felgyorsítja-e egyetlen ok, amelyről feltételezik, hogy szupernóva. Az új kutatás azt is meghatározhatja, hogy miért kevesebb kozmikus sugarat észlelnek nagyon magas energiáknál, mint amelyek léteznek.
„A kozmikus sugarak az űrből származó energetikai részecskék” - mondta Eun-Suk Seo, a CREAM vizsgálat vezető kutatója. „Közvetlen anyagmintát szolgáltatnak a Naprendszeren kívülről. A mérések kimutatták, hogy ezeknek a részecskéknek akár 100 000 trillió elektron volt volta is lehet. Ez egy hatalmas energia, messze meghaladja az összes olyan energiát, amely ember által előállított gyorsítókkal, akár a CERN-en lévő Nagy hadron ütközővel is előállítható. "
A kutatók azt is tervezik, hogy tanulmányozzák a kozmikus sugárdetektálás hanyatlását, úgynevezett spektrális „térdét”, amely körülbelül ezer billió elektronvolton (eV) fordul elő, ami körülbelül 2 milliárdszor nagyobb, mint az orvosi nukleáris képalkotó vizsgálat során keletkező emisszió. Bármi is okozza a kozmikus sugarakat, vagy szűrheti őket a galaxison áthaladva, 1000 trillió elektronvolttól felfelé harap a lakosságból. Ezenkívül a kozmikus sugarak spektruma sokkal távolabb esik, mint amit a szupernóvák képesek létrehozni.
E kérdések megoldása érdekében a NASA azt tervezi, hogy a CREAM-ot az űrállomás fedélzetére helyezi, ISS-CREAM-ként. A műszer összesen hat alkalommal, összesen 161 napig repült hosszú távú léggömbökön, amelyek köröztek a Déli-sarkon, ahol a Föld mágneses mező vonalai lényegében függőlegesek.
Az űrből érkező energetikai részecskék elképzelése 1911-ben nem volt ismert, amikor Victor Hess, a kozmikus sugarak felfedezéséért az 1936-os fizika Nobel-díjas fizika a levegőbe vette a rejtélyt, hogy megválaszolja azt a rejtélyt, hogy miért váltak az anyagok elektromosan magasságba a magasság; ionizálás. Az elvárás az volt, hogy az ionizáció gyengül, amikor távolabb kerülnek a Földről. Hess érzékeny műszereket fejlesztett ki és 5,3 kilométer magasságra vette őket, és megállapította, hogy az ionizáció négyszeresére nőtt magassággal, nappal vagy éjszaka.
A kozmikus sugarak jobb megértése segít a tudósoknak befejezni azt a munkát, amely akkor kezdődött, amikor Hess váratlanul földi kérdést csinált rejtvénygé. A rejtvény megválaszolása segít megérteni a galaxisunk, és talán az univerzum felépítésének és működésének rejtett, alapvető aspektusait.
A jelenség hamarosan egy népszerű, de zavaró nevet, a kozmikus sugarakat kapott egy téves elmélet alapján, miszerint röntgen vagy gamma sugarak voltak, amelyek elektromágneses sugárzás, mint a fény. Ehelyett a kozmikus sugarak az anyag nagysebességű, nagy energiájú részecskéi.
Részecskékként a kozmikus sugarak nem fókuszálhatók, mint a fény egy távcsőben. Ehelyett a kutatók a kozmikus sugarakat a fény és az elektromos töltések által észlelik, amikor a részecskék az anyagba csapódnak. A tudósok ezután detektív munkát végeznek az eredeti részecske azonosítása érdekében, közvetlenül mérve annak elektromos töltését és az energia meghatározását a törmelékrészecskék lavinaja alapján, létrehozva saját átfedő nyomvonalaikat.
A CREAM ezt a nyomkövetési munkát ionizációs kaloriméterrel végzi, amelyet arra terveztek, hogy a kozmikus sugarak elvegyék energiájukat. A szén, a volfrám és más anyagok rétegei jól ismert nukleáris „keresztmetszeteket” mutatnak a halomban. Az elektromos és optikai detektorok mérik az események intenzitását, mint kozmikus részecskék, hidrogéntől vasig, és összeomlanak a műszeren.
Annak ellenére, hogy a CREAM léggömb repülése elérte a magas tengerszint feletti magasságot, a fenti atmoszférában elegendő légkör maradt ahhoz, hogy zavarja a méréseket. Az a terv, hogy a műszert az űrállomás külsejére szerelik, a légkör homályos hatásai fölé helyezi, 400 kilométer magasságban.
"Mit tehetnénk most arra a reményünkre, hogy megoldjuk a még mindig sok rejtvényt a kozmikus sugarak eredete és összetétele tekintetében?"
- Victor F. Hess, Nobel-előadás, 1936. december
Forrás: NASA
