Observatorium för kosmisk strålning

Shower detection.png

Ett observatorium för kosmisk strålning är en vetenskaplig installation byggd för att upptäcka högenergipartiklar som kommer från rymden som kallas kosmiska strålar . Detta inkluderar vanligtvis fotoner (högenergiljus), elektroner, protoner och några tyngre kärnor, såväl som antimateriapartiklar . Cirka 90% av kosmiska strålar är protoner, 9% är alfapartiklar , och de återstående ~1% är andra partiklar.

Det är ännu inte möjligt att bygga bildformande optik för kosmisk strålning, som ett Wolter-teleskop för röntgenstrålar med lägre energi , även om vissa observatorier för kosmisk strålning också letar efter högenergi-gammastrålar och röntgenstrålar. Ultrahögenergi kosmisk strålning (UHEC) orsakar ytterligare detektionsproblem. Ett sätt att lära sig om kosmisk strålning är att använda olika detektorer för att observera aspekter av en kosmisk strålning .

Metoder för detektion för gammastrålar:

Till exempel, medan en foton med synligt ljus kan ha en energi på några få eV, kan en kosmisk gammastråle överstiga en TeV (1 000 000 000 000 eV). Ibland är kosmiska gammastrålar (fotoner) inte grupperade med kosmiska strålar från kärnor.

Historia

Cherenkov-strålning (ljus) glödande i kärnan av en kärnreaktor. I jämförelse med detta har kameran fångat ett blått ljus från denna effekt i vattnet från strålningen som avges av reaktorn, kosmisk strålningsobservatorier letar efter denna strålning som kommer från kosmisk strålning i jordens atmosfär

"1952 tillät ett enkelt och djärvt experiment den första observationen av Cherenkov-ljus producerat av kosmiska strålar som passerar genom atmosfären, vilket gav upphov till ett nytt astronomifält". Detta arbete, som involverade minimala instrumentkostnader (en soptunna, en parabolisk spegel med överskott från krig och ett fotomultiplikatorrör med en diameter på 5 cm), och baserat på ett förslag av Patrick Blackett, ledde slutligen till den nuvarande internationella mångmiljardinvesteringen i gammastrålastronomi .

Explorer 1 -satelliten som lanserades 1958 mätte därefter kosmiska strålar. Anton 314 rundstrålande Geiger-Müller-rör , designat av George H. Ludwig från State University of Iowa Cosmic Ray Laboratory, upptäckte kosmiska strålar . Den kunde detektera protoner med energi över 30 MeV och elektroner med energi över 3 MeV. För det mesta var instrumentet mättat ;

Ibland rapporterade instrumenteringen det förväntade antalet kosmiska strålar (ungefär trettio räkningar per sekund) men ibland skulle det visa ett märkligt nolltal per sekund. University of Iowa (under Van Allen) noterade att alla rapporter om nollräkningar per sekund var från en höjd av 2 000+ km (1 250+ miles) över Sydamerika, medan pass vid 500 km (310 mi) skulle visa den förväntade nivån av kosmiska strålar. Detta kallas South Atlantic Anomaly . Senare, efter Explorer 3, drogs slutsatsen att den ursprungliga geigerräknaren hade blivit överväldigad ("mättad") av stark strålning som kom från ett bälte av laddade partiklar som fångades i rymden av jordens magnetfält. Detta bälte av laddade partiklar är nu känt som Van Allens strålningsbälte .

Kosmiska strålar studerades ombord på rymdstationen Mir i slutet av 1900-talet, till exempel med SilEye-experimentet. Detta studerade förhållandet mellan blixtar som ses av astronauter i rymden och kosmiska strålar, de kosmiska strålarnas visuella fenomen .

I december 1993 registrerade Akeno Giant Air Shower Array i Japan (förkortat AGASA ) en av de kosmiska strålar med högsta energi som någonsin observerats.

I oktober 2003 slutförde Pierre Augur-observatoriet i Argentina konstruktionen av sin 100:e ytdetektor och blev den största kosmiska strålningen i världen. Den upptäcker kosmiska strålar genom att använda två olika metoder: att titta på Cherenkov-strålning som görs när partiklar interagerar med vatten, och observera ultraviolett ljus som sänds ut i jordens atmosfär. Under 2018 har installationen av en uppgradering kallad AugerPrime börjat lägga till scintillations- och radiodetektorer till observatoriet.

2010 färdigställdes en utökad version av AMANDA med namnet IceCube . IceCube mäter Cherenkov-ljus i en kubikkilometer genomskinlig is. Det beräknas upptäcka 275 miljoner kosmiska strålar varje dag.

Rymdfärjan Endeavour transporterade den alfamagnetiska spektrometern (AMS) till den internationella rymdstationen den 16 maj 2011. Under drygt ett års drift samlade AMS in data om 17 miljarder kosmiska strålar.

Observatorier och experiment

Det finns ett antal forskningsinitiativ för kosmisk strålning. Dessa inkluderar, men är inte begränsade till:

Kosmiska strålar med ultrahög energi

Observatorier för ultrahögenergi kosmiska strålar :

Se även

Vidare läsning

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cosmic-ray_observatory&oldid=1138041583 "