Obserwatorium promieniowania kosmicznego

Shower detection.png

Obserwatorium promieniowania kosmicznego to instalacja naukowa zbudowana w celu wykrywania wysokoenergetycznych cząstek pochodzących z kosmosu, zwanych promieniami kosmicznymi . Zwykle obejmuje to fotony (światło o wysokiej energii), elektrony, protony i niektóre cięższe jądra, a także antymaterii . Około 90% promieni kosmicznych to protony, 9% to cząstki alfa , a pozostałe ~1% to inne cząstki.

Nie jest jeszcze możliwe zbudowanie optyki tworzącej obraz dla promieni kosmicznych, takiej jak teleskop Woltera dla promieni rentgenowskich o niższych energiach , chociaż niektóre obserwatoria promieniowania kosmicznego również poszukują wysokoenergetycznych promieni gamma i rentgenowskich. Ultra-wysokoenergetyczne promienie kosmiczne (UHEC) stwarzają dalsze problemy z wykrywaniem. Jednym ze sposobów poznania promieni kosmicznych jest użycie różnych detektorów do obserwacji aspektów pęku kosmicznego .

Metody wykrywania promieniowania gamma:

foton światła widzialnego może mieć energię kilku eV, kosmiczny promień gamma może przekraczać TeV (1 000 000 000 000 eV). Czasami kosmiczne promienie gamma (fotony) nie są zgrupowane z jądrami promieni kosmicznych.

Historia

Promieniowanie Czerenkowa (światło) świecące w rdzeniu reaktora jądrowego. W porównaniu z tym kamera uchwyciła niebieskie światło z tego efektu w wodzie z promieniowania emitowanego przez reaktor, obserwatoria promieniowania kosmicznego szukają tego promieniowania pochodzącego z promieni kosmicznych w ziemskiej atmosferze

„W 1952 roku prosty i śmiały eksperyment pozwolił na pierwszą obserwację światła Czerenkowa wytwarzanego przez promienie kosmiczne przechodzące przez atmosferę, dając początek nowej dziedzinie astronomii”. Ta praca, obejmująca minimalny koszt instrumentu (śmietnik, zwierciadło paraboliczne z nadwyżki wojennej i rura fotopowielacza o średnicy 5 cm), oparta na sugestii Patricka Blacketta, doprowadziła ostatecznie do obecnej międzynarodowej wielomiliardowej inwestycji w astronomię promieniowania gamma .

Satelita Explorer 1 wystrzelony w 1958 roku zmierzył następnie promieniowanie kosmiczne. Anton 314 dookólna rura Geigera-Müllera , zaprojektowana przez George'a H. Ludwiga z State University of Iowa Cosmic Ray Laboratory, wykryła promieniowanie kosmiczne . Może wykrywać protony o energii powyżej 30 MeV i elektrony o energii powyżej 3 MeV. Przez większość czasu instrument był nasycony ;

Czasami oprzyrządowanie pokazywało oczekiwaną liczbę promieni kosmicznych (około trzydziestu zliczeń na sekundę), ale czasami pokazywało osobliwe zero zliczeń na sekundę. University of Iowa (pod kierownictwem Van Allena) zauważył, że wszystkie raporty zerowych zliczeń na sekundę pochodziły z wysokości ponad 2000 km (1250+ mil) nad Ameryką Południową, podczas gdy przeloty na 500 km (310 mil) wykazałyby oczekiwany poziom promieni kosmicznych. Nazywa się to anomalią południowoatlantycką . Później, po Explorer 3, stwierdzono, że oryginalny licznik Geigera został przytłoczony („nasycony”) przez silne promieniowanie pochodzące z pasa naładowanych cząstek uwięzionych w kosmosie przez ziemskie pole magnetyczne. Ten pas naładowanych cząstek jest obecnie znany jako pas promieniowania Van Allena .

Promienie kosmiczne badano na pokładzie stacji kosmicznej Mir pod koniec XX wieku, na przykład w eksperymencie SilEye. Badali związek między rozbłyskami widzianymi przez astronautów w kosmosie a promieniami kosmicznymi, zjawiskami wizualnymi promieni kosmicznych .

W grudniu 1993 roku Akeno Giant Air Shower Array w Japonii (w skrócie AGASA ) zarejestrowało jedno z największych zdarzeń promieniowania kosmicznego, jakie kiedykolwiek zaobserwowano.

W październiku 2003 r. Obserwatorium Pierre Augur w Argentynie zakończyło budowę setnego detektora powierzchniowego i stało się największą na świecie macierzą promieniowania kosmicznego. Wykrywa promienie kosmiczne za pomocą dwóch różnych metod: obserwując promieniowanie Czerenkowa powstające podczas interakcji cząstek z wodą oraz obserwując światło ultrafioletowe emitowane w ziemskiej atmosferze. W 2018 roku rozpoczęto instalację aktualizacji o nazwie AugerPrime, dodając do Obserwatorium detektory scyntylacyjne i radiowe.

ukończono rozszerzoną wersję AMANDY o nazwie IceCube . IceCube mierzy światło Czerenkowa w kilometrze sześciennym przezroczystego lodu. Szacuje się, że codziennie wykrywa 275 milionów promieni kosmicznych.

Prom kosmiczny Endeavour przetransportował spektrometr alfamagnetyczny (AMS) na Międzynarodową Stację Kosmiczną 16 maja 2011 r. W ciągu nieco ponad roku działania AMS zebrał dane dotyczące 17 miliardów zdarzeń związanych z promieniowaniem kosmicznym.

Obserwatoria i eksperymenty

Istnieje wiele inicjatyw badawczych związanych z promieniowaniem kosmicznym. Obejmują one między innymi:

Ultra wysokoenergetyczne promienie kosmiczne

Obserwatoria ultrawysokoenergetycznych promieni kosmicznych :

Zobacz też

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cosmic-ray_observatory&oldid=1138041583 ”