Χρησιμοποιώντας παρατηρήσεις από το ΣΤΑΦΥΛΙ-3 ανιχνευτής μιονίων, φυσικοί στην Ινδία και την Ιαπωνία έχουν εξερευνήσει μια ελάχιστα κατανοητή περιοχή του φάσματος ενέργειας των κοσμικών ακτίνων με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια. Ο Φαχίμ Βάρσι στο Ινδικό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Kanpur και οι συνάδελφοι εντόπισαν ένα χαρακτηριστικό που δεν είχε παρατηρηθεί προηγουμένως με τη μορφή μιας συστροφής στο φάσμα. Οι παρατηρήσεις υποδηλώνουν την ανάγκη επανεξέτασης της προέλευσης των κοσμικών ακτίνων.
Αποτελούμενες κυρίως από πρωτόνια και πυρήνες ηλίου, οι κοσμικές ακτίνες είναι σωματίδια υψηλής ενέργειας που βομβαρδίζουν συνεχώς την ατμόσφαιρα της Γης. Καθώς αλληλεπιδρούν με την ατμόσφαιρα, οι κοσμικές ακτίνες παράγουν βροχές από δευτερεύοντα σωματίδια, συμπεριλαμβανομένων ηλεκτρονίων, φωτονίων και μιονίων – τα οποία πέφτουν βροχή στη Γη.
Οι κοσμικές ακτίνες εντοπίστηκαν για πρώτη φορά το 1912, σε παρατηρήσεις που κέρδισε το βραβείο Νόμπελ που έγιναν από τον Victor Hess. Ωστόσο, ακόμη και πάνω από έναν αιώνα μετά την αρχική τους ανίχνευση, έχουμε ακόμα πολλά να μάθουμε για τη φύση αυτών των σωματιδίων. Ενώ οι αστρονόμοι πιστεύουν ότι οι κοσμικές ακτίνες προέρχονται από πολλές διαφορετικές πηγές, συμπεριλαμβανομένων των άστρων, των σουπερνόβα και των ενεργών γαλαξιακών πυρήνων, η προέλευσή τους δεν είναι πλήρως κατανοητή επειδή τα σωματίδια εκτρέπονται από μαγνητικά πεδία καθώς ταξιδεύουν μεγάλες αποστάσεις στη Γη.
Απαιτούνται ακριβείς μετρήσεις
«Οι κοσμικές ακτίνες είναι γνωστό ότι είναι τα πιο ενεργητικά σωματίδια στο σύμπαν», λέει το μέλος της ομάδας Pravata Mohanty στο Tata Institute for Fundamental Research στη Βομβάη. «Απαιτείται ακριβής μέτρηση του σχήματος του στοιχειακού ενεργειακού φάσματος στις κοσμικές ακτίνες για να προωθήσουμε την κατανόησή μας για την προέλευση, την επιτάχυνση και τη διάδοσή τους».
Ένα ιδιαίτερα κραυγαλέο κενό στην κατανόηση βρίσκεται στη μέση του φάσματος των κοσμικών ακτίνων σε ενέργειες στην περιοχή 100 TeV–1 PeV. Σε αυτό το παράθυρο, τα σωματίδια είναι πολύ ενεργητικά για να συλληφθούν απευθείας από ανιχνευτές που βασίζονται στο διάστημα, αλλά δεν είναι αρκετά ενεργητικά ώστε μεγάλοι αριθμοί σωματιδίων ντους να φτάσουν σε ανιχνευτές στη Γη.
Για να εξερευνήσει αυτό το ενεργειακό εύρος με περισσότερες λεπτομέρειες, η ομάδα του Varsi εξέτασε παρατηρήσεις από το πείραμα GRAPES-3. Αυτό είναι ένα παρατηρητήριο μιονίων που βρίσκεται στα νότια της Ινδίας και περιλαμβάνει μια σειρά από ανιχνευτές σπινθηρισμού. Η εγκατάσταση βρίσκεται σε υψόμετρο 2200 m πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας, καθιστώντας ευκολότερο τον εντοπισμό μιονίων πριν αυτά αλληλεπιδράσουν με την ατμόσφαιρα.
«Το GRAPES-3 περιέχει έναν ανιχνευτή μεγάλης περιοχής, που μας δίνει τη δυνατότητα να μετρήσουμε τη στοιχειακή σύνθεση των κοσμικών ακτίνων μέσω του συστατικού μιονίου σε ντους κοσμικών ακτίνων», εξηγεί ο Mohanty. «Με περιοχή ανίχνευσης αρκετές χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από τους διαστημικούς ανιχνευτές, το GRAPES-3 εξασφαλίζει εξαιρετικά υψηλή στατιστική ακρίβεια στις μετρήσεις».
Τετραετής μελέτη
Οι ερευνητές αξιολόγησαν περίπου 8 εκατομμύρια συμβάντα ντους που παρατηρήθηκαν σε μια περίοδο 460 ημερών το 2014 και το 2015. Λόγω της πολυπλοκότητας των αναλυτικών τεχνικών και των τεχνικών διόρθωσης σφαλμάτων, η ανάλυση χρειάστηκε τέσσερα χρόνια για να ολοκληρωθεί. Η ομάδα λέει ότι τα αποτελέσματά της παρέχουν την πρώτη λεπτομερή προβολή του παραθύρου μέσης ενέργειας.
«Η μελέτη μέτρησε το φάσμα πρωτονίων στις κοσμικές ακτίνες από 50 TeV έως 1.3 PeV, συνδέοντας αποτελεσματικά τις παρατηρήσεις τόσο από διαστημικές όσο και από επίγειες μετρήσεις», περιγράφει ο Mohanty.
Μεταξύ των πιο εντυπωσιακών χαρακτηριστικών που εντόπισε η ομάδα του Varsi ήταν μια στροφή στο ενεργειακό φάσμα στα 166 TeV περίπου, με περισσότερα κοσμικά πρωτόνια από τα αναμενόμενα να ανιχνεύονται σε ελαφρώς υψηλότερες ενέργειες. Προηγουμένως, επίγεια πειράματα είχαν ανιχνεύσει μια παρόμοια συστροφή στα 3 PeV περίπου, η οποία θεωρήθηκε ότι είναι η μέγιστη ενέργεια για τις κοσμικές ακτίνες που προέρχονται από γαλαξίες.
Μέχρι αυτό το σημείο, οι ερευνητές είχαν γενικά υποθέσει ότι το φάσμα ενέργειας πρωτονίων στην παρατηρούμενη περιοχή μπορεί να περιγραφεί με έναν απλό νόμο ισχύος. Ωστόσο, η ανακάλυψη της ομάδας φαίνεται να καταρρίπτει αυτή την υπόθεση.
«Υποδηλώνει την πιθανότητα ότι μια κατηγορία πηγών, που συνήθως πιστεύεται ότι είναι υπολείμματα σουπερνόβα, μπορεί να επιταχύνει αποτελεσματικά τις κοσμικές ακτίνες μέχρι την παρατηρούμενη συστροφή, ενώ μια άλλη κατηγορία γίνεται κυρίαρχη πέρα από τη συστροφή», εξηγεί ο Mohanty.
Με βάση αυτά τα αποτελέσματα, η ομάδα του Varsi ελπίζει ότι σύντομα θα μπορούσαν να εμφανιστούν νέα μοντέλα για να εξηγήσουν αυτά τα αποτελέσματα. Εάν επιτευχθούν, θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην ενίσχυση της κατανόησής μας για το πώς οι κοσμικές ακτίνες αναδύονται, επιταχύνονται και διαδίδονται σε διαγαλαξιακές αποστάσεις.
Η έρευνα περιγράφεται στο Επιστολές Φυσικής Επισκόπησης.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://physicsworld.com/a/kink-in-cosmic-ray-spectrum-puzzles-astrophysicists/
- :είναι
- :δεν
- $UP
- 1
- 100
- 2014
- 2015
- 50
- 8
- a
- Σχετικα
- πάνω από
- AC
- επιταχύνουν
- επιτάχυνση
- Λογαριασμός
- επιτευχθεί
- απέναντι
- ενεργός
- εκ των προτέρων
- Μετά το
- κατά μήκος
- an
- ανάλυση
- Αναλυτικός
- και
- Άλλος
- εμφανίζεται
- ΕΙΝΑΙ
- ΠΕΡΙΟΧΗ
- γύρω
- Παράταξη
- AS
- υποτίθεται
- υπόθεση
- At
- Ατμόσφαιρα
- BE
- επειδή
- γίνεται
- πριν
- Πιστεύω
- Πιστεύεται
- Πέρα
- και οι δύο
- Κτίριο
- αλλά
- by
- CAN
- Αιώνας
- τάξη
- συναδέλφους
- συνήθως
- πλήρης
- περίπλοκο
- συστατικό
- σύνθεση
- περιλαμβάνει
- Συνδετικός
- συνεχώς
- Περιέχει
- Κοσμικές ακτίνες
- θα μπορούσε να
- απεικονίζεται
- περιγράφεται
- περιγράφει
- λεπτομέρεια
- λεπτομερής
- ανίχνευση
- εντοπιστεί
- Ανίχνευση
- διαφορετικές
- κατευθείαν
- ανακάλυψη
- γίνεται
- κάτω
- γη
- ευκολότερη
- αποτελεσματικά
- αποτελέσματα
- ηλεκτρόνια
- αναδύονται
- ενεργητικός
- ενέργεια
- αρκετά
- εξασφαλίζει
- σφάλμα
- αξιολόγηση
- Even
- εκδηλώσεις
- κατ 'εξαίρεση,
- αναμένεται
- πείραμα
- πειράματα
- Εξηγεί
- διερευνήσει
- Εξερευνήθηκε
- Ευκολία
- Χαρακτηριστικό
- Χαρακτηριστικά
- Πεδία
- Όνομα
- Για
- μορφή
- τέσσερα
- από
- πλήρως
- θεμελιώδης
- Γαλαξίες
- χάσμα
- γενικά
- εξαιρετική
- είχε
- Έχω
- ήλιο
- βοήθεια
- Ψηλά
- υψηλότερο
- υψηλά
- ελπίζω
- Πως
- Ωστόσο
- HTTPS
- προσδιορίζονται
- if
- in
- Συμπεριλαμβανομένου
- Ινδία
- πληροφορίες
- αρχικός
- Ινστιτούτο
- αλληλεπιδρούν
- ζήτημα
- IT
- ΤΟΥ
- Ιαπωνία
- jpg
- γνωστός
- large
- μεγαλύτερος
- Νόμος
- ΜΑΘΑΊΝΩ
- Επίπεδο
- βρίσκεται
- που βρίσκεται
- κυρίως
- Κατασκευή
- max-width
- ανώτατο όριο
- Ενδέχεται..
- μέτρο
- μέτρηση
- μετρήσεις
- μέλος
- Μέσο
- εκατομμύριο
- μοντέλα
- περισσότερο
- πλέον
- πολύ
- Βομβάη
- Φύση
- Ανάγκη
- Νέα
- αριθμός
- αριθμοί
- αστεροσκοπείο
- of
- on
- ONE
- καταγωγή
- προέλευση
- ΑΛΛΑ
- δικός μας
- επί
- ιδιαίτερα
- περίοδος
- Φωτόνια
- Φυσική
- Κόσμος Φυσικής
- εκλεκτός
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- Σημείο
- δυνατότητα
- δύναμη
- Ακρίβεια
- προηγουμένως
- παράγει
- πρωτόνια
- παρέχουν
- Παζλ
- ΒΡΟΧΗ
- σειρά
- RAY
- φθάσουν
- περιοχή
- απαιτείται
- έρευνα
- ερευνητές
- Αποτελέσματα
- ανασκόπηση
- λέει
- ΘΆΛΑΣΣΑ
- δευτερεύων
- διάφοροι
- Shape
- Δείχνει
- παρόμοιες
- Απλούς
- κάθεται
- σύντομα
- Πηγές
- Νότος
- Χώρος
- διαστημικός
- Φάσμα
- Ηθοποιοί
- στατιστικός
- Ακόμη
- Ενισχύω
- Μελέτη
- προτείνω
- Προτείνει
- σουπερνόβα
- τεχνικές
- Τεχνολογία
- από
- ότι
- Η
- τους
- Αυτοί
- αυτοί
- αυτό
- σκέψη
- χίλια
- Μέσω
- thumbnail
- φορές
- προς την
- πολύ
- πήρε
- ταξίδι
- αληθής
- κατανόηση
- κατανοητή
- Σύμπαν
- πρωτοφανής
- us
- Δες
- ήταν
- we
- ήταν
- Ποιό
- ενώ
- παράθυρο
- με
- κόσμος
- χρόνια
- ακόμη
- zephyrnet