Istraživanja na kozmičkim česticama koja su započela prije više od jednog stoljeća, iduće će godine dobiti veliki poticaj - sve do orbite niske Zemlje, kada će NASA-ova kozmička zraka energija i masa (CREAM) biti poslana u svemirsku stanicu postajući tako (da li ste spremni za ovo?) ISS-KREMAposebno dizajniran za otkrivanje kozmičkih zraka super visoke energije i pomoći znanstvenicima da utvrde koji su njihovi tajanstveni izvori.
"Odgovor je odgovor na koji svijet čeka 100 godina", rekao je programski znanstvenik Vernon Jones.
Pročitajte više o ovom "cool" eksperimentu u nastavku:
Kozmička zračna energija i masa (CREAM) bit će prvi instrument kozmičkih zraka dizajniran za otkrivanje na tako većim rasponima energije i tijekom tako dugog trajanja u prostoru. Znanstvenici se nadaju da će otkriti jesu li kozmičke zrake ubrzane jednim uzrokom, za koji se vjeruje da je supernova. Novo istraživanje također bi moglo utvrditi zašto postoji manje kozmičkih zraka otkrivenih na vrlo visokim energijama nego što je teoretizirano da postoje.
"Kozmičke zrake su energetske čestice iz svemira", rekao je Eun-Suk Seo, glavni istraživač CREAM studije. "Oni pružaju izravan uzorak materije izvan Sunčevog sustava. Mjerenja su pokazala da te čestice mogu imati energiju čak 100 000 trilijuna elektrona. Ovo je ogromna energija, daleko iznad i iznad svake energije koja se može stvoriti akceleratorima koji se stvaraju u svijetu, čak i velikim hadronskim sudarom u CERN-u. "
Istraživači također planiraju proučavati pad otkrivanja kosmičkih zraka, nazvanog spektralnim „koljenom“ koje se javlja pri oko tisuću trilijuna elektron-volti (eV), što je oko 2 milijarde puta snažnije od emisija u medicinskom skeniranju nuklearnog snimanja. Što god izazvalo kozmičke zrake ili ih filtrira dok se kreću kroz galaksiju, ugrize se stanovništvo od 1.000 trilijuna elektron-volti naviše. Nadalje, spektar kozmičkih zraka proširuje se daleko dalje od onoga što se smatra da bi supernove mogle proizvesti.
Za rješavanje ovih pitanja, NASA planira smjestiti CREAM na svemirsku stanicu, postajući ISS-CREAM. Instrument je letio šest puta ukupno 161 dan balonima dugog kruga koji su kružili Južnim polom, gdje su Zemljine magnetske crte u osnovi okomite.
Ideja o energetskim česticama koje dolaze iz svemira bila je nepoznata 1911. godine, kada je Victor Hess, nobelovac iz fizike 1936. godine zaslužan za otkriće kozmičkih zraka, poveo u zrak kako bi se pozabavio misterijom zašto materijali postaju sve više naelektrizirani, efekt nazvan ionizacija. Očekivalo se da će ionizacija oslabiti kad se čovjek udalji od Zemlje. Hess je razvio osjetljive instrumente i uzeo ih čak 5,3 milje (5,3 kilometra) i ustanovio je da se ionizacija povećala do četverostruko s nadmorskom visinom, danju ili noću.
Bolje razumijevanje kozmičkih zraka pomoći će znanstvenicima da dovrše posao započet kad je Hess neočekivano zemaljsko pitanje pretvorio u zvjezdanu zagonetku. Odgovori na ovu zagonetku pomoći će nam da shvatimo skriven, temeljni aspekt kako je naša galaksija, a možda i svemir izgrađena i djeluje.
Fenomen je ubrzo dobio popularno, ali zbunjujuće ime, kozmičke zrake, iz pogrešne teorije da su to bili X-zraci ili gama zraci, koji su elektromagnetsko zračenje, poput svjetlosti. Umjesto toga, kozmičke zrake su čestice materije velike brzine, velike energije.
Kao čestice, kozmičke zrake ne mogu biti fokusirane poput svjetlosti u teleskopu. Umjesto toga, istraživači otkrivaju kozmičke zrake pomoću svjetlosnih i električnih naboja proizvedenih kada čestice padnu u materiju. Znanstvenici zatim koriste detektivski rad kako bi identificirali izvornu česticu izravnim mjerenjem njenog električnog naboja i njegovim određivanjem energije iz lavine čestica krhotina stvarajući svoje vlastite preklapajuće tragove.
CREAM to radi u tragovima koristeći ionizacijski kalorimetar dizajniran tako da kozmičke zrake ispuštaju svoju energiju. Slojevi ugljika, volframa i drugih materijala predstavljaju dobro poznate nuklearne „presjeke“ unutar hrpe. Električni i optički detektori mjere intenzitet događaja jer se kozmičke čestice, od vodika do željeza, probijaju kroz instrument.
Iako su letovi s balonom CREAM dosezali velike nadmorske visine, gore je ostalo dovoljno atmosfere da ometa mjerenja. Plan da se instrument postavi na vanjsku površinu svemirske stanice, postavit će ga iznad zatamnjujućih učinaka atmosfere, na nadmorskoj visini od 250 kilometara (400 kilometara).
"Na što se sada možemo nadati rješavanju mnogih zagonetki koje još uvijek postoje o porijeklu i sastavu kozmičkih zraka?"
- Victor F. Hess, Nobelovo predavanje, prosinac 1936
Izvor: NASA
