Радиодатчики зафиксируют космические лучи
Небольшая антенная решетка, расположенная в Германии, зафиксировала несколько радиовспышек (radio flash) от космических лучей, которые ударяются о верхний слой атмосферы Земли. Использование более крупной решетки с большим количеством радиоантенн поможет астрофизикам раскрыть загадку происхождения космических лучей.
Космические лучи представляют собой высокоскоростные частицы – в основном ядра и протоны – которые носятся по космосу в разных направлениях. К счастью для нас они не могут проникнуть вглубь нашей атмосферы за счет столкновений с молекулами газа.
За счет этих столкновений формируются потоки вторичных частиц – включая электроны, анти-электроны (так называемые позитроны), и мюоны, подобные тяжелым электронам. Космические лучи можно охарактеризовать потоками, которые производят данные частицы.
Удивительно то, что некоторые из этих реактивных частиц имеют в 100 млн. раз больше энергии, чем любой ускоритель, созданный человеком. В космическом пространстве нет никаких "ускорителей", чтобы генерировать частицы с таким зарядом.
Предположительно, эти так называемые сверх-энергетические космические лучи (ultra-high energy cosmic rays (UHECRs)) рождаются из сталкивающихся галактик или черных дыр, расположенных в сотнях миллионов световых лет от нас. Но здесь возникает проблема: проходя эти огромные расстояния частицы со временем должны терять свою скорость, чего однако не происходит.
Вдобавок к этому неизвестна истинная природа этих лучей. Предположительно они формируются из протонов, тяжелых ядер, гамма-лучей либо слабовзаимодействующих нейтринов.
Одной из задач эксперимента LOPES (LOFAR Prototype Station) является определение происхождения и природы UHECR. Антенная решетка из 10 радиоантенн фиксирует вспышки, испускаемые потоками электронов и позитронов, при их взаимодействии с магнитным полем Земли. Чем больше энергия космических лучей, тем больше радиовспышка.
Наш глаз не способен зафиксировать эти вспышки, поскольку они длятся всего несколько миллиардных долей секунды. Но в течение этого времени происходят очень яркие вспышки. LOPES фиксирует эти вспышки между частотами 43 и 73 MГц – что ниже частоты FM.
Пока LOPES не уловил ни одной вспышки UHECR. Для их обнаружения, возможно, потребуется больший набор датчиков, поскольку в квадратную милю земной атмосферы космический луч попадает лишь раз в столетие. В настоящее время разрабатываются более крупные радиодетекторы - Low-Frequency Array (LOFAR) и Square Kilometer Array (SKA).
С помощью LOPES, используемом в эксперименте KASCADE (Karlsuhe Shower Core and Array Detector) для измерения количества мюонов, образующихся из потоков космических лучей, можно провести обследование радиовспышек.
Соотнося радиовспышки с количеством мюонов ученые надеются определить частицы, из которых состоят UHECR. Для определенного вида частиц, к примеру протонов – будет образовываться больше мюонов, чем при гамма-лучах.
Космические лучи представляют собой высокоскоростные частицы – в основном ядра и протоны – которые носятся по космосу в разных направлениях. К счастью для нас они не могут проникнуть вглубь нашей атмосферы за счет столкновений с молекулами газа.
За счет этих столкновений формируются потоки вторичных частиц – включая электроны, анти-электроны (так называемые позитроны), и мюоны, подобные тяжелым электронам. Космические лучи можно охарактеризовать потоками, которые производят данные частицы.
Удивительно то, что некоторые из этих реактивных частиц имеют в 100 млн. раз больше энергии, чем любой ускоритель, созданный человеком. В космическом пространстве нет никаких "ускорителей", чтобы генерировать частицы с таким зарядом.
Предположительно, эти так называемые сверх-энергетические космические лучи (ultra-high energy cosmic rays (UHECRs)) рождаются из сталкивающихся галактик или черных дыр, расположенных в сотнях миллионов световых лет от нас. Но здесь возникает проблема: проходя эти огромные расстояния частицы со временем должны терять свою скорость, чего однако не происходит.
Вдобавок к этому неизвестна истинная природа этих лучей. Предположительно они формируются из протонов, тяжелых ядер, гамма-лучей либо слабовзаимодействующих нейтринов.
Одной из задач эксперимента LOPES (LOFAR Prototype Station) является определение происхождения и природы UHECR. Антенная решетка из 10 радиоантенн фиксирует вспышки, испускаемые потоками электронов и позитронов, при их взаимодействии с магнитным полем Земли. Чем больше энергия космических лучей, тем больше радиовспышка.
Наш глаз не способен зафиксировать эти вспышки, поскольку они длятся всего несколько миллиардных долей секунды. Но в течение этого времени происходят очень яркие вспышки. LOPES фиксирует эти вспышки между частотами 43 и 73 MГц – что ниже частоты FM.
Пока LOPES не уловил ни одной вспышки UHECR. Для их обнаружения, возможно, потребуется больший набор датчиков, поскольку в квадратную милю земной атмосферы космический луч попадает лишь раз в столетие. В настоящее время разрабатываются более крупные радиодетекторы - Low-Frequency Array (LOFAR) и Square Kilometer Array (SKA).
С помощью LOPES, используемом в эксперименте KASCADE (Karlsuhe Shower Core and Array Detector) для измерения количества мюонов, образующихся из потоков космических лучей, можно провести обследование радиовспышек.
Соотнося радиовспышки с количеством мюонов ученые надеются определить частицы, из которых состоят UHECR. Для определенного вида частиц, к примеру протонов – будет образовываться больше мюонов, чем при гамма-лучах.
Ещё новости по теме:
18:20