Izgradnja je započela na zvjezdarnici kozmičkih zraka u pustinji Utah koja bi trebala biti 10 puta osjetljivija od prethodnih instrumenata. "Teleskopski niz" sastoji se od 564 detektora u obliku stola koji će mjeriti prikaze subatomskih čestica koje padaju na Zemlju kada kozmičke zrake djeluju u interakciji s našom atmosferom. To će pomoći znanstvenicima da otkriju izvor kozmičkih zraka ultra-visoke energije.
Izgradnja se ubrzava na opservatoriju za kozmičke zrake vrijedne 17 milijuna dolara zapadno od Delte, Utah, zahvaljujući dvije američke agencije: Ured za upravljanje zemljištem izdao je dozvolu, a Nacionalna zaklada za znanost odobrila je bespovratna sredstva u iznosu od 2,4 milijuna dolara.
Poznat kao teleskopski niz, opservatorij će "biti 10 puta osjetljiviji od prethodnih eksperimenata, a nadamo se da će nam omogućiti da konačno riješimo misteriju podrijetla ovih čestica ultra-visoke energije [kozmičkih zraka] koje bombardiraju Zemlju, - kaže Pierre Sokolsky, profesor i stolica fizike na Sveučilištu Utah.
"Imat ćemo najmoćniji detektor kosmičkih zraka u Sjevernoj hemisferi", kaže Charlie Jui (izgovara Ray), profesor fizike sa Sveučilišta u Utahu.
Sokolsky kaže da bi nova opservatorija trebala započeti probne vožnje krajem proljeća 2007., započeti s punim radom do kraja ljeta 2007., a zatim provesti istraživanje do 10 godina.
Do sada je niz teleskopa financirao 14,4 milijuna dolara od japanske vlade. Trogodišnja, 2,4 milijuna američka dolara potpora Nacionalne znanstvene zaklade, omogućit će da fizičari Sveučilišta u Utahu presele opremu u novi objekt iz svojeg starijeg opservatorija za kozmičke zrake High-Resolution Fly's Eye na američkom terenu.
Konstrukcije i putevi zauzet će samo 50 hektara od mjesta eksperimenta od 400 četvornih kilometara.
Na tri lokacije u povjerljivom zemljištu škole u Utahu, u zgradama će se nalaziti "fluorescentni detektori", koji su skupovi zrcala i instrumenti za snimanje koji zaviruju u noćno nebo radi slabih ultraljubičastih bljeskova koji nastaju kada ulazeći kozmički zraci udaraju u atome dušika, najzastupljenijeg plina u Zemljinoj atmosferi. Svako od tri nalazišta bit će udaljeno oko 25 milja od ostalih. Zgrada „centralnog laserskog postrojenja“ smještena između tri lokacije detektora fluorescencije će poslati laserske zrake prema nebu kada je potrebno odmjeriti ogledala i snimače.
Druga glavna komponenta opservatorija je "prizemni niz" od 564 stolno-debelih scintilacijskih detektora, svaki visine oko 3 i širine 6 do 10 stopa. Uređaji će mjeriti "zračne tuševe", to su kaskade subatomskih čestica koje padaju na Zemlju kada kozmičke zrake padaju u dušik u atmosferi.
Scintilacijski detektori bit će raspoređeni u mreži preko područja udaljenog 18 milja zapadno od Delte. Ured za upravljanje zemljištem „dozvola za pravo / privremenu uporabu“ omogućit će znanstvenicima izgradnju centralnog laserskog postrojenja i instaliranje 460 scintilacijskih detektora na BLM zemljište, koje pokriva 80 posto lokacije opservatorija. Dozvola za ugradnju ostalih 104 scintilacijskih detektora već je dobivena od države Utah i od privatnih vlasnika zemljišta. Posjeduju preostalih 20 posto mjesta prostiranja.
Znanstvenici surađuju umjesto da ih "istrčimo"
Nova opservatorija za kozmičke zrake nastojat će odgovoriti na jednu od najupečatljivijih misterija u fizici: Koji je izvor kozmičkih zraka ultra-visoke energije, koji su subatomske čestice koje ulaze u Zemljinu atmosferu nevjerojatnom energijom?
Kozmičke zrake su atomska jezgra - atomi lišeni elektrona - od kemijskih elemenata, uglavnom vodika i helija. Atmosfera ih sprečava da udaraju u Zemlju, pa čak i da mogu, neprimijećeno bi prešli preko osobe. Ali ako vam jedan kozmički zrak ultra-visoke energije može udariti u glavu, osjećao bi se kao brzi bejzbol.
Neke kozmičke zrake dolaze od zvijezda koje eksplodiraju kao supernove. Ali, ultra-visoke energije kozmičke zrake su snažnije i očito dolaze iz dalekih dosega svemira. Sokolsky sumnja da potječu iz "aktivnih galaktičkih jezgara", to su supermasivne crne rupe koje su nastale kad se oko 1 milijarda srušenih zvijezda skupi u središtima galaksija. Drugi mogući izvori uključuju udarne valove iz galaksija koje se sudaraju, bučne galaksije koje emitiraju radio valove, egzotične izvore poput teoretiziranih kozmičkih struna i propadanje masivnih čestica preostalih od "velikog praska" za koje znanstvenici kažu da su stvorili svemir prije oko 13 milijardi godina.
Niz teleskopske stanice spojit će dvije tehnologije koje su brojile nevjerojatno različiti broj kozmičkih zraka ultra-visoke energije koji dosežu Zemlju. Japanska opservatorija za kozmičke zrake AGASA otkrila ih je 10 puta više od oka muhe visoke rezolucije. Sokolsky kaže da veliki broj koji je AGASA izmjerio podrazumijeva da je izvor relativno blizu svemira, ali ne postoje poznati astronomski objekti koji bi mogli biti izvor.
Tako će teleskopski niz uključiti fluorescentne detektore poput onih korištenih u senzorima visokog razlučivosti i muha, kao što su oni koji se koriste u AGASA.
"Ovaj je eksperiment jedinstven po tome što je spoj dviju početno konkurentnih znanstvenih skupina: japanske i američke skupine koje su desetljećima vodile dva odvojena eksperimenta i postigle međusobno nespojive rezultate", kaže Sokolsky. "U povijesti ovakvih znanstvenih poduhvata zasigurno je neobično da su, umjesto da zauvijek budu iscrpljeni, odlučili udružiti snage i zajedno izgraditi eksperiment kako bi riješili razlike."
Leteće ostrve visoke rezolucije i AGASA došle su do kraja svog korisnog vijeka - potrebni su snažniji instrumenti - a operacija High-Resolution Fly's Eye postala je teška uoči terorističkih napada na New York 11. rujna 2001. i Washington. Dugway provodi istraživanje obrane od kemijskog i biološkog oružja, a stroža ograničenja onemogućavala su stranim sveučilišnim studentima postdiplomske posjete.
BLM: Anketa o divljini, koristite Copter za instaliranje neke opreme
U izdavanju dozvole BLM je zahtijevao od Sveučilišta u Utahu da provede istraživanja i zaštite kulturnih resursa, ugroženih i ugroženih biljaka i divljih životinja kao što su lisice, kopanje sova i grabežljivci, kaže Sokolsky.
Graditelji opservatorija upotrijebit će helikoptere - ne terenska vozila - za postavljanje scintilacijskih detektora, a "pristali smo ih održavati pješice ili na konju" na mjestima bez pristupa cesti, kaže Sokolsky. Helikopteri će se koristiti ako se dogodi glavni problem s detektorom, ali očekuje se da će to biti neobično. Znanstvenici su također dužni snimiti digitalne fotografije kad posjete mjesto detektora i nadgledaju promjene tijekom vremena.
Evo stanja različitih komponenti teleskopskog polja:
* Izgradnja opservatorija započela je u kolovozu 2004. godine na prvom od tri nalazišta fluorescencije, smještena na vrhu Black Rock Mesa, oko 13 milja jugo-jugozapadno od Delte. Zgrada je dovršena, a mnoga su ogledala postavljena. Fluorescentni detektor Black Rock bit će gotov do kraja ovog ljeta.
* Izgradnja drugog fluorescentnog detektora započela je u prosincu 2005. u Long Ridgeu, 30 milja jugozapadno od Delte. Zgrada će biti gotova do kraja ljeta, a ogledala će se postavljati prije zime.
* Za razliku od Black Rock Mesa i Long Ridge detektora, koji se grade japanskim sredstvima, treći će fluorescentni detektor izgraditi Sveučilište u Utahu koristeći grant Nacionalne zaklade za znanost. Nazvan srednjim bubnjem, smješten je 25 milja sjeverozapadno od Delte. Priprema mjesta trebala bi početi u kolovozu, s jednom ili više zgrada u kojima će se ogledala dovršiti do prosinca, kaže Sokolsky. Ogledala i ostala oprema moraju se ukloniti iz Fly's Eye's očiju u Dugwayu, očistiti i preraditi u skladištu u Salt Lake City-u, a zatim ih do sljedećeg ljeta prebaciti na mjesto Middle Drum.
* Središnje lasersko postrojenje - smješteno na istoj udaljenosti od tri fluorescentna detektora - bit će izgrađeno početkom kolovoza i trebalo bi biti završeno u roku od mjesec dana.
* Očekuje se da će postavljanje scintilacijskih detektora na BLM zemlji započeti krajem srpnja ili početkom kolovoza kada agencija dobije rezultate potrebnih istraživanja divljih životinja, kaže Sokolsky. Prvih 200 scintilacijskih detektora već je izgrađeno i pohranjeno je u polju u Delti, izgledajući "poput divovskog polja punog bolničkog kreveta", dodaje. Povezat će se na mjesta za postavljanje, a potom će ih helikopterom podići u položaj. Sokolsky kaže kako će preostali 364 scintilacijski detektori biti instalirani do prosinca.
* Sveučilište je otvorilo centar za kozmičke zrake okruga Millard u Delti, koristeći 150.000 američkih dolara državnim i privatnim sredstvima za kupnju i opremanje zgrade. Tamo se montiraju scintilacijski šalteri i čuvaju u susjednom, unajmljenom polju, ali centar će prije svega nalaziti eksponate za edukaciju javnosti o istraživanju kozmičkih zraka.
