Будівництво розпочато на обсерваторії космічних променів у пустелі Юта, яка повинна бути в 10 разів більш чутливою, ніж попередні прилади. "Масив телескопа" складається з 564 настільних детекторів, які вимірюють зливи субатомних частинок, які падають на Землю, коли космічні промені взаємодіють з нашою атмосферою. Це допоможе вченим розкрити джерело космічних променів надвисокої енергії.
Будівництво прискорюється на обсерваторії космічних променів у розмірі 17 мільйонів доларів на захід від Дельти, штат Юта, завдяки двом американським агенціям: Бюро землеустрою видало дозвіл, а Національний науковий фонд схвалив дотацію в розмірі 2,4 мільйона доларів.
Відома відома як телескопний масив, обсерваторія "буде в 10 разів чутливішою, ніж попередні експерименти, і ми сподіваємось, що вона дозволить нам нарешті розгадати таємницю походження цих ультрависоких енергетичних частинок [космічних променів], які обстрілюють Землю, - каже П’єр Сокольський, професор і кафедра фізики в Університеті штату Юта.
"У нас буде найпотужніший детектор космічних променів у Північній півкулі", - каже Чарлі Джуй (вимовляється Рей), професор фізики з Університету штату Юта.
Сокольський каже, що нова обсерваторія повинна розпочати пробні запуски наприкінці весни 2007 року, розпочати повноцінну роботу до кінця літа 2007 року, а потім проводити дослідження до 10 років.
Поки що масив телескопа фінансувався урядом Японії в 14,4 мільйона доларів. Трирічний грант у розмірі 2,4 мільйонів доларів від Національного наукового фонду дозволить фізикам Університету штату Юта перенести обладнання в нове приміщення зі своєї старечої обсерваторії космічних променів "Fly's Eye" на оглядовій майданчику армії США.
Споруди та дороги займуть лише 50 гектарів майданчика експерименту на 400 квадратних миль.
У трьох місцях на довірчій школі штату Юта в будинках розмістяться «детектори флуоресценції», це набори дзеркал та звукозаписуючих приладів, які заглядають у нічне небо для слабких ультрафіолетових спалахів, які виникають при попаданні космічних променів на атоми азоту, найпоширенішого газу в атмосфері Землі. Кожен з трьох майданчиків буде знаходитися приблизно в 25 милях від інших. Будівля «центрального лазерного обладнання», розташована між трьома ділянками детектування флуоресценції, посилатиме лазерні промені вгору, коли дзеркала та рекордери потребують калібрування.
Інший головний компонент обсерваторії - це "наземний масив" з 564 настільних детекторів сцинтиляції, кожен заввишки близько 3 футів і шириною 6 на 10 футів. Прилади вимірюють "повітряні зливи", це каскади субатомних частинок, які падають на Землю, коли космічні промені потрапляють в атмосферу азоту.
Сцинтиляційні детектори будуть розповсюджені в сітці на 18 милях на 22 км на захід від Дельти. Бюро землеустрою "дозвіл на надання дозволу / тимчасове користування" дозволить вченим побудувати центральний лазерний об'єкт та встановити 460 сцинтиляційних детекторів на землі BLM, яка охоплює 80 відсотків місця обсерваторії. Дозвіл на встановлення інших 104 сцинтиляційних детекторів вже було отримано від штату Юта та приватних власників земельних ділянок. Вони володіють рештою 20 відсотків місця розповсюдження.
Вчені співпрацюють замість того, щоб "вигнати це"
Нова обсерваторія космічних променів намагатиметься відповісти на одну з найбільш вражаючих таємниць у фізиці: що є джерелом космічних променів надвисокої енергії, які є субатомними частинками, які з неймовірною енергією кричать в атмосферу Землі?
Космічні промені - це атомні ядра - атоми, позбавлені їх електронів - хімічних елементів, головним чином водню та гелію. Атмосфера заважає їм потрапити на Землю, і навіть якби вони могли, вони проглядатимуться людиною непомітно. Але якби один космічний промінь надвисокої енергії міг би вдарити вам у голову, це відчувало б швидкий бейсбол.
Деякі космічні промені надходять від зірок, які вибухають як наднови. Але надвисокі енергетичні космічні промені є більш потужними, і, очевидно, надходять із далеких територій Всесвіту. Сокольський підозрює, що вони походять з "активних галактичних ядер", які є надмасивними чорними дірами, що утворилися, коли близько центрів галактик зібралося близько 1 мільярда зірок. Інші можливі джерела включають ударні хвилі від галактик, що стикаються, галасливі галактики, що випромінюють радіохвилю, екзотичні джерела, такі як теоретизовані космічні струни та розпад масивних частинок, що залишилися від "великого вибуху", вчені кажуть, що створили Всесвіт близько 13 мільярдів років тому.
Масив телескопа об'єднає дві технології, які врахували разюче число космічних променів надвисокої енергії, що досягають Землі. Японська обсерваторія космічних променів AGASA виявила їх у 10 разів більше, ніж Око Мухи високої роздільної здатності. Сокольський каже, що велика кількість вимірюваних АГАСА означає, що джерело знаходиться поблизу Всесвіту, але немає відомих астрономічних об'єктів, які могли б бути джерелом.
Таким чином, телескопний масив буде включати в себе детектори флуоресценції, як і ті, які використовуються в окулярах високої роздільної здатності та детектори сцинтиляції, як ті, що використовуються в AGASA.
"Цей експеримент унікальний тим, що це об'єднання двох спочатку конкуруючих наукових груп: японської групи та американської групи, які впродовж десятиліття проводили два окремі експерименти і привели до взаємно несумісних результатів", - говорить Сокольський. "В історії такої наукової діяльності, безумовно, незвично, що замість того, щоб назавжди зайнятися нею, вони вирішили об'єднати зусилля і створити експеримент разом для вирішення розбіжностей".
Очі Муха високої роздільної здатності та АГАСА досягли кінця свого корисного життя - потрібні більш потужні інструменти - і функціонування Високороздільної мухи очі стало важким після терактів на Нью-Йорк 11 вересня 2001 року і Вашингтон. Дагвей проводить дослідження із захисту від хімічної та біологічної зброї, а жорсткіші обмеження не дають іноземним студентам університету відвідувати цей сайт.
BLM: опитування дикої природи, використовуйте Copter, щоб встановити деяке обладнання
Видаючи дозвіл, BLM вимагає від університету штату Юта провести обстеження та захист культурних ресурсів, зникаючих та загрозливих рослин, а також дикої природи, таких як лисиці-кити, нори сови та грабіжники, каже Сокольський.
Будівельники обсерваторії використовуватимуть вертольоти - не всюдиходи - для встановлення сцинтиляційних сповіщувачів, і "ми домовилися підтримувати їх пішки чи конями" в місцях без доступу дорожнього руху, говорить Сокольський. Вертольоти використовуватимуться, якщо з детектором виникне велика проблема, але, як очікується, це буде незвично. Вчені також зобов’язані робити цифрові фотографії, коли вони відвідують сайт детектора і стежать за будь-якими змінами з часом.
Ось стан різних компонентів телескопного масиву:
* Будівництво обсерваторії почалося в серпні 2004 року на першому з трьох детекторів флуоресценції, розташованому на вершині Чорної Скельної Меси, приблизно в 13 милях на південь-південний захід від Дельти. Будівля завершена, і багато дзеркал встановлено. Флуоресцентний детектор Black Rock буде готовий до кінця цього літа.
* Будівництво другого детектора флуоресценції розпочалося в грудні 2005 року в Лонг-Ріджі, за 30 миль на південний захід від Дельти. Будівля буде закінчена до кінця літа, а дзеркала будуть встановлені до зими.
* На відміну від детекторів Black Rock Mesa та Long Ridge, які будуються за кошти Японії, третій детектор флуоресценції буде побудований Університетом штату Юта за допомогою грантів Національного наукового фонду. Названий Середнім барабаном, він знаходиться в 25 милях на північний захід від Дельти. Підготовка майданчика повинна розпочатися в серпні, коли одна або кілька будівель мають розміщувати дзеркала до грудня, говорить Сокольський. Дзеркала та інше обладнання повинні бути вилучені з окулярів високої роздільної здатності на Dugway, очищені та модифіковані на складі Солт-Лейк-Сіті, а потім перевезені до наступного літа до місця "Середній барабан".
* Центральне лазерне обладнання - розташоване на рівному відстані від трьох детекторів флуоресценції - буде побудовано з серпня і має бути завершено протягом місяця або близько того.
* Встановлення детекторів сцинтиляції на землі BLM очікується, що розпочнеться наприкінці липня або на початку серпня, коли агентство отримає результати необхідних обстежень дикої природи, каже Сокольський. Перші 200 сцинтиляційних детекторів уже побудовані і зберігаються в полі в Дельті, виглядаючи "як гігантське поле, повне лікарняних ліжок", - додає він. Їх будуть перевозити на місця для постановки, а потім вертольотом підняти на місце. Сокольський каже, що решта 364 сцинтиляційних детекторів буде встановлено до грудня.
* Університет відкрив Центр космічних променів округу Міллард у Дельті, використовуючи державні та приватні кошти в розмірі 150 000 доларів на придбання та облаштування будівлі. Сцинтиляційні лічильники збираються там і зберігаються в сусідньому, орендованому полі, але в центрі, в першу чергу, будуть розміщуватися експонати для навчання громадськості про дослідження космічних променів.
