Görsel hakları: Fermilab
Pierre Auger Gözlemevi için 100. dedektör yakın zamanda tamamlandı ve bu da diziyi dünyanın en büyük kozmik ışın dedektörü haline getirdi. Çalıştıktan sonra, dedektör en enerjik kozmik ışın parçacıklarından bazılarını yakalayabilmelidir - yılda sadece 2,5 kilometrekarelik bir alana vuruyorlar. Bu yüksek enerjili parçacıkların gizemi, gökbilimcilerin Evrendeki bunları yaratabilecekleri hakkında hiçbir fikre sahip olmamalarıdır. Gözlemevi için uzun vadeli planlar, 2005 yılına kadar sonunda 1.600 detektöre sahip olmaktır.
Arjantin'de yapım aşamasında olan yüzüncü yüzey dedektörü Pierre Auger Gözlemevi'nin tamamlanmasıyla bu hafta dünyanın en büyük kozmik-ışınlı hava duşu dizisi oldu. Enerji Departmanı'nın Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı'ndaki bilim adamları tarafından yönetilen Pierre Auger projesi, şimdiye kadar tüm evrendeki en şiddetli ve belki de en şaşırtıcı süreçleri izleyen 70 kilometrekarelik bir dedektör dizisini içeriyor.
Kozmik ışınlar, dünya atmosferine çarpan ve ikincil parçacıkların kaskadları oluşturan dünya dışı parçacıklar -genellikle protonlar veya daha ağır iyonlardır. Kozmik ışınlar dünyaya bir dizi enerjide yaklaşırken, bilim adamları uzun zamandır enerjilerinin, dünyanın en güçlü parçacık hızlandırıcısı Fermilab’ın Tevatron'unda elde edilebilen proton enerjisinin yaklaşık 100 milyon katı olan 1020 elektron voltunu geçemeyeceğine inanıyorlardı. Ancak Japonya ve Utah'daki son deneyler, bu tür birkaç ultra yüksek enerji kozmik ışınını tespit etti ve evrendeki hangi olağanüstü olayların onları üretebileceği hakkında sorular ortaya koydu.
“Doğa, böyle bir enerjiye küçük bir parçacığı hızlandırmak için koşulları nasıl yaratır?” İngiltere Leeds Üniversitesi fizik profesörü Alan Watson ve 14 ülkeden 250 bilim insanının Pierre Auger işbirliği için sözcü istedi. “Bu ultra yüksek enerjili parçacıkları kaynaklarına geri izlemek bu soruya cevap verecektir.”
Bilimsel teori, düşük ve orta enerjili kozmik ışınların kaynaklarını açıklayabilir, ancak bu nadir yüksek enerjili kozmik ışınların kaynağı bir sır olarak kalır. Makroskobik enerjide mikroskobik parçacıklar üreten kozmik mekanizmaları tanımlamak için Pierre Auger işbirliği, Malarg kasabası yakınlarındaki Rhode Island büyüklüğündeki Arjantin Pampa Amarilla bölgesinde 1.600 yüzey detektöründen oluşan bir dizi kuruyor. Buenos Aires'in yaklaşık 600 mil batısında. İlk 100 dedektör zaten güney gökyüzünü araştırıyor.
Chicago ile Auger deneyi Watson'la birlikte tasarlayan Nobel Ödülü sahibi Jim Cronin, “Bu en yüksek enerjili kozmik ışınlar, aşırı evrenin habercileridir” dedi. “Keşifler için harika bir fırsat sunuyorlar.”
En yüksek enerjili kozmik ışınlar son derece nadirdir, Dünya atmosferine yılda bir kez mil kare başına vurur. 2005 yılında tamamlandığında, Pierre Auger gözlemevi yaklaşık 1.200 mil kareyi (3.000 kilometrekare) kapsayacak ve bilim insanlarının bu olayların çoğunu yakalamasına izin verecek.
Japonya'daki Akeno Dev Hava Duşu Dizisi (AGASA) denemesine atıfta bulunan Fermilab proje yöneticisi Paul Mantsch, “Deneyimiz AGASA deneyinin kaldığı yerden devam edecek” dedi. “En yüksek enerjilerde, en büyük iki kozmik ışın deneyinin şaşırtıcı sonuçları çatışıyor gibi görünüyor. AGASA, Utah'daki HiRes denemesinden daha fazla olay görüyor, ancak her iki deneyin istatistikleri de sınırlı. ”
1938'de genişletilmiş hava duşlarını ilk kez izleyen öncü Fransız fizikçinin adını taşıyan Pierre Auger projesi, Japon ve Utah deneylerinde kullanılan tespit yöntemlerini birleştiriyor. Yüzey detektörleri bir mil arayla yerleştirilir. Her yüzey birimi, 3,000 galon saf su ile doldurulmuş 4 metrelik silindirik bir tank, bir güneş paneli ve kablosuz veri iletimi için bir antenden oluşur. Sensörler, yere ulaştıkça, sadece mikrosaniye önce altı ila on iki mil yükseklikte tetiklenen görünmez parçacık çığlarını kaydeder. Parçacık duşları neredeyse aynı anda birkaç tanka çarpıyor.
Tanklara ek olarak, yeni gözlemevi, havada hava duşları tarafından yayılan hafif ultraviyole ışıltılarını alabilen 24 HiRes tipi floresan teleskoplara sahip olacak. Sadece karanlık, aysız gecelerde çalıştırılabilen floresan teleskoplar, neredeyse ışık hızında altı mil öteye seyahat eden 4 watt'lık bir lambanın yaydığı ışığı alacak kadar hassastır.
“Hibrit bir sisteme sahip olmak gerçekten güzel bir şey” dedi Watson. “Hava duşlarına iki modda bakabiliriz. Enerjilerini iki bağımsız şekilde ölçebiliriz. ”
Pierre Auger işbirliği, Amerika Birleşik Devletleri'nde bulunacak gözlemevinin ikinci bir bölgesi için bir teklif hazırlama sürecindedir. Arjantin bölgesi ile aynı tasarıma sahip olan ikinci dedektör dizisi, en güçlü kozmik ışınların kaynakları için kuzey gökyüzünü tarayacaktı.
Arjantin'deki 55 milyon dolarlık Pierre Auger Gözlemevi için finansman 14 üye ülkeden geldi. ABD, Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından sağlanan destekle toplam maliyetin yüzde 20'sine katkıda bulunuyor. Katılan tüm kurumların bir listesini http://auger.cnrs.fr/collaboration.html adresinde bulabilirsiniz.
Fermilab, Üniversiteler Araştırma Derneği, Inc tarafından işletilen, ABD Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi tarafından finanse edilen ulusal bir laboratuvardır.
Orijinal Kaynak: Fermilab Haber Bülteni
