Кредит зображення: Фермілаб
Нещодавно був завершений 100-й детектор обсерваторії П'єра Оже, що зробив цей масив найбільшим у світі космічним детектором променів. Як тільки він працює, детектор повинен мати можливість захоплювати деякі найенергійніші частинки космічного проміння - вони завдають удару лише по площі 2,5 квадратних кілометра раз на рік. Таємниця цих високоенергетичних частинок полягає в тому, що астрономи не мають уявлення про те, що у Всесвіті могло б їх створити. Довгострокові плани обсерваторії мають врешті-решт мати до 1600 детекторів до 2005 року.
З завершенням роботи свого сотого поверхневого детектора, Обсерваторія П'єра Оже, що будується в Аргентині, на цьому тижні стала найбільшою космічною рентгенологічною душовою масивом у світі. Керований вченими з Національної лабораторії прискорень Міністерства енергетики Фермі, проект Pierre Auger наразі охоплює масив детекторів площею 70 квадратних миль, які відслідковують найжорстокіші та, можливо, найбільш дивовижні процеси у всьому Всесвіті.
Космічні промені - це позаземні частинки, як правило, протони або важчі іони, які потрапляють в атмосферу Землі і створюють каскади вторинних частинок. Поки космічні промені наближаються до Землі з діапазоном енергій, вчені давно вважали, що їх енергія не може перевищувати 1020 електронних вольт, що приблизно в 100 мільйонів разів перевищує енергію протона, досягнуту в Теватроні Фермілаба, найпотужнішому прискорювачі частинок у світі. Але останні експерименти в Японії та Юті виявили декілька таких надвисоких енергетичних космічних променів, що викликало питання про те, які надзвичайні події у Всесвіті могли їх спричинити.
"Як природа створює умови для прискорення крихітної частинки до такої енергії?" запитав Алана Уотсона, професора фізики з Університету Лідса, Великобританія, і речника спільноти П'єра Оджера з 250 вчених з 14 країн. "Відстеження цих частинок надвисокої енергії до їх джерел дасть відповідь на це питання".
Наукова теорія може пояснювати джерела космічних променів низької та середньої енергії, але походження цих рідкісних космічних променів високої енергії залишається загадкою. Для виявлення космічних механізмів, які виробляють мікроскопічні частинки з макроскопічною енергією, співпраця Pierre Auger встановлює масив, який в кінцевому рахунку буде містити 1600 поверхневих детекторів в районі аргентинської Пампа-Амарілла розміром з Род-Айленд, поблизу міста Маларг, приблизно в 600 милях на захід від Буенос-Айреса. Перші 100 детекторів вже обстежують південне небо.
"Ці космічні промені з найвищою енергією - це вісники з крайнього Всесвіту", - сказав лауреат Нобелівської премії Джим Кронін з Університету Чикаго, який задумав експеримент Ожера разом з Уотсоном. "Вони представляють прекрасну можливість для відкриттів".
Космічні промені з найвищою енергією надзвичайно рідкісні, вони потрапляють в атмосферу Землі приблизно один раз на рік на квадратну милю. Завершившись в 2005 році, обсерваторія П'єра Ожера охопить приблизно 1200 квадратних миль (3000 квадратних кілометрів), що дозволить вченим зловити багато з цих подій.
"Наш експеримент підбере там, де закінчився експеримент AGASA", - сказав керівник проекту Пол Манш, Фермілаб, маючи на увазі експеримент гігантського повітряного душового масиву Akeno в Японії. "При найвищій енергії дивовижні результати двох найбільших космічних експериментів виявляються конфліктними. AGASA бачить більше подій, ніж експеримент HiRes в штаті Юта, але статистика обох експериментів обмежена ».
Проект П'єра Оже, названий на честь піонерського французького фізика, який вперше спостерігав розширені повітряні зливи в 1938 році, поєднує в собі методи виявлення, що використовуються в японському та штаті Юта. Поверхневі детектори розташовані одна миля один від одного. Кожен поверхневий блок складається з 4-футового циліндричного бака, наповненого 3000 галонами чистої води, сонячної панелі та антени для бездротової передачі даних. Датчики реєструють невидимі лавини частинок, що спрацьовують на висоті від шести до дванадцяти миль на кілька секунд раніше, коли вони досягають землі. Зливи з частинок майже одночасно вражають кілька резервуарів.
Окрім танків, у новій обсерваторії будуть представлені 24 флюоресцентні телескопи типу HiRes, які можуть підбирати слабке ультрафіолетове сяйво, що випромінюється повітряними душами у повітрі. Флуоресцентні телескопи, якими можна керувати лише в темні безмісячні ночі, досить чутливі, щоб забрати світло, випромінюване 4-ватною лампою, що подорожує за шість миль майже зі швидкістю світла.
"Це дійсно красива річ, що у нас є гібридна система", - сказав Уотсон. «Ми можемо дивитись повітряні душі в двох режимах. Ми можемо виміряти їхню енергію двома незалежними способами ».
Співпраця П'єра Оже знаходиться в процесі підготовки пропозиції щодо другого місця своєї обсерваторії, який буде розташований у Сполучених Штатах. З таким же дизайном, що і аргентинський сайт, другий детекторний масив сканував би північне небо на предмет джерел найпотужніших космічних променів.
Фінансування для Обсерваторії П'єра Оже в 55 мільйонів доларів в Аргентині надійшло від 14 країн-членів. США вносять 20 відсотків від загальних витрат за підтримки, яку надає Департамент науки Департаменту енергетики та Національний науковий фонд. Список усіх установ-учасниць доступний на веб-сайті http://auger.cnrs.fr/collaboration.html
Фермілаб - це національна лабораторія, що фінансується Управлінням науки Міністерства енергетики США, керується Науково-дослідною асоціацією університетів, Inc.
Оригінальне джерело: Новини Fermilab
