Bir asırdan önce başlayan kozmik parçacıklar üzerine balon tabanlı araştırmalar, gelecek yıl büyük bir destek alacak - NASA'nın Kozmik Işın Enerjisi ve Kütlesi (CREAM) Uzay İstasyonuna gönderilecek ve düşük Dünya yörüngesine kadar (bunun için hazır mısın?) ISS-CREAMsüper yüksek enerjili kozmik ışınları tespit etmek ve bilim adamlarının gizemli kaynaklarının ne olabileceğini belirlemelerine yardımcı olmak için özel olarak tasarlanmıştır.
“Bilim dünyasının 100 yıldır beklediği cevap,” dedi program bilimcisi Vernon Jones.
Aşağıdaki bu “harika” deneme hakkında daha fazla bilgi edinin:
Kozmik Işın Enerjisi ve Kütlesi (CREAM), bu kadar yüksek enerji aralıklarında ve uzayda bu kadar uzun bir süre boyunca tespit etmek için tasarlanmış ilk kozmik ışın cihazı olacaktır. Bilim adamları, kozmik ışınların süpernova olduğuna inanılan tek bir sebeple hızlanıp hızlanmadığını keşfetmeyi umuyorlar. Yeni araştırma, aynı zamanda, çok yüksek enerjilerde var olan teoriden daha az kozmik ışın tespit edildiğini de belirleyebilir.
CREAM çalışmasının baş araştırmacısı Eun-Suk Seo, “Kozmik ışınlar uzaydan enerjik parçacıklardır” dedi. “Güneş sisteminin dışından doğrudan madde örneği sağlıyorlar. Ölçümler, bu parçacıkların 100.000 trilyon elektron volt kadar yüksek enerjilere sahip olabileceğini göstermiştir. Bu, insan yapımı hızlandırıcılarla, hatta CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ile üretilebilecek herhangi bir enerjinin çok ötesinde ve üzerinde muazzam bir enerjidir. ”
Araştırmacılar ayrıca, tıbbi bir nükleer görüntüleme taramasındaki emisyonlardan yaklaşık 2 milyar kat daha güçlü olan yaklaşık bin trilyon elektron-voltta (eV) meydana gelen spektral “diz” olarak adlandırılan kozmik ışın tespitindeki düşüşü incelemeyi planlıyorlar. Kozmik ışınlara neden olan veya galakside hareket ettikçe onları filtreleyen her şey, 1.000 trilyon elektron volttan yukarı doğru popülasyondan bir ısırık alır. Ayrıca, kozmik ışın spektrumu, süpernovaların üretebileceğine inanılanın çok ötesine uzanır.
Bu soruları çözmek için NASA, CREAM'i uzay istasyonuna yerleştirmeyi ve ISS-CREAM olmayı planlıyor. Enstrüman, Dünya'nın manyetik alan çizgilerinin esasen dikey olduğu Güney Kutbu'nu çevreleyen uzun süreli balonlarda toplam 161 gün boyunca altı kez uçtu.
Uzaydan gelen enerjik parçacıklar fikri 1911'de, kozmik ışınların keşfinden dolayı 1936 Nobel fizik ödülü sahibi Victor Hess, malzemelerin neden irtifa ile daha fazla elektriklenmesinin gizemini çözmek için havaya uçtuğunda bilinmedi. iyonlaşma. Beklenti, iyonizasyonun Dünya'dan uzaklaştıkça zayıflamasıydı. Hess hassas aletler geliştirdi ve bunları 3,3 mil (3,3 mil) kadar çıkardı ve iyonlaşmanın gece veya gündüz irtifa ile dört kata kadar arttığını tespit etti.
Kozmik ışınların daha iyi anlaşılması, Hess'in beklenmedik bir şekilde dünyevi bir soruyu yıldız bilmecesine dönüştürdüğü zaman başlatılan işi bitirmelerine yardımcı olacaktır. Bu bilmeceyi cevaplamak, galaksimizin ve belki de evrenin nasıl inşa edildiğinin ve çalıştığının gizli ve temel bir yönünü anlamamıza yardımcı olacaktır.
Bu fenomen kısa bir süre sonra ışık gibi elektromanyetik radyasyon olan X-ışınları veya gama ışınları olduğu yanlış bir teoriden popüler ama kafa karıştırıcı bir isim, kozmik ışınlar kazandı. Bunun yerine, kozmik ışınlar maddenin yüksek hızlı, yüksek enerjili parçacıklarıdır.
Parçacıklar olarak, kozmik ışınlar bir teleskopta ışık gibi odaklanamaz. Bunun yerine, araştırmacılar, parçacıklar maddeye çarptığında üretilen ışık ve elektrik yükleri ile kozmik ışınları algılar. Bilim adamları daha sonra, elektrik yükünün doğrudan ölçümü ve kendi örtüşen patikalarını oluşturan enkaz parçacıklarının çığından enerji tayini ile orijinal parçacığı tanımlamak için dedektif çalışmaları kullanırlar.
CREAM, bu izi kozmik ışınların enerjilerini atmak için tasarlanmış bir iyonizasyon kalorimetresi kullanarak çalışır. Karbon, tungsten ve diğer malzeme katmanları, yığın içinde iyi bilinen nükleer "enine kesitler" sergilemektedir. Elektriksel ve optik dedektörler, hidrojenden demire kadar kozmik parçacıklar olarak olayların yoğunluğunu cihazda çarpışır.
CREAM balon uçuşları yüksek irtifalara ulaşsa da, ölçümlere müdahale etmek için yeterli atmosfer yukarıda kaldı. Enstrümanı uzay istasyonunun dışına monte etme planı, 400 mil yükseklikte, atmosferin belirsiz etkilerinin üzerine yerleştirecektir.
“Şimdi kozmik ışınların kökeni ve bileşimi konusunda hâlâ mevcut olan birçok bilmeceyi çözme umudumuza ne koyabiliriz?”
- Victor F. Hess, Nobel Konferansı, Aralık 1936
Kaynak: NASA
