Kosmik şüalar
Kosmik şüalar
—
Kainatda
sürətlə axan atom nüvəsi və elementar hissəcikdir. Tədqiqatlar
göstərmişdir ki, Yerətrafı fəzada kosmik şüaların intensivliyi bütün istiqamətlərdə eynidir. Yerə
yaxınlaşdıqda onların intensivliyi en dairəsindən asılı olaraq dəyişir. Onun səbəbi kosmik
şüaların tərkibində olan yüklü zərrəciklərin Yerin maqnit sahəsində meyl etməsidir. Kosmik
şüaların mənbəyi kainatdır. Yüksək enerjili zərrəciklər, əsasən qalaktik dumanlıqlardan - yeni
ulduzların örtüyündə maqnit tormozlanması prosesində yaranır. Onlar Yerə çatana qedər
müxtəlif maqnit sahələrindən keçir və ona görə də fəzada bütün istiqamətlərdə bərabər
paylanırlar.
Kosmik şüalar
Kosmik şüaların mənbəyinə dair erkən spekülasyon Baade və Zwicky tərəfindən 1934-cü
ildəki supernovalardan meydana gələn kosmik şüalara dair bir təklif idi. Horace B. Babcokun
1948-ci ildəki təklifi, maqnit dəyişən ulduzların kosmik şüalara səbəb ola biləcəyini irəli sürdü.
Sonradan, 1951-ci ildə Y. Sekido et al. Crab Bulutsusu kosmik ışınların qaynağı olaraq təyin
edilmişdir. O zamandan bəri kosmik şüalara dair müxtəlif potensial mənbələr supernova, aktiv
qalaktik nüvələr, kvarslar və gamma-ray burstları da daxil olmaqla başlamışdır.
Sonradan təcrübələr kosmik şüaların mənbələrini daha dəqiq müəyyənləşdirməyə kömək
etmişdir. 2009-cu ildə Beynəlxalq Kozmik Ray Konfransında (CQBK) Pierre Auger
Rəsədxanasının elm adamları tərəfindən təqdim edilən bir kağız, radio astronomiyası olan
Centaurus A-yə çox yaxın olan göydən bir yerdən köklənən ultra yüksək enerji kosmik şüaları
(UHECRs) göstərmişdir. müəlliflər xüsusilə Cen A-ni kosmik şüalara çevirmək üçün daha çox
istintaqın aparılmasının tələb olunduğunu bildirmişlər [45]. Lakin, gamma-ray bursts və
kosmik şüalar arasında müdaxilələr arasında heç bir korrelyasiya tapılmadı, bu səbəbdən
müəlliflər 1 GeV-1 TeV kosmik şüalarının axınına görə 3.4 × 10-6 erq cm-2-dən yuxarı yuxarı
məhdudiyyətlər təyin etməsinə səbəb oldu gamma-ray bursts.
Kosmik şüaların mənbələri
PIA16938-RadiationSources-InterplanetarySpace
2009-cu ildə supernovaa kosmik şüalar mənbəyi kimi "cəftəli" deyildi, çox böyük teleskopdan
məlumatlar istifadə edərək bir qrup tərəfindən edilən bir kəşfdir. Lakin bu analiz 2011-ci ildə
PAMELA-nın məlumatları ilə mübahisələndirildi ki, bu da "spektral formalı [hidrogen və helium
nüvəsinin] fərqli və tək bir enerji qanunu ilə yaxşı təsvir edilə bilməz". Bu, daha kosmik ion
formasiyasının daha mürəkkəb bir prosesi 2013-cü ilin fevralında fermi məlumatlarını təhlil
edən tədqiqat, supernovaların həqiqətən kosmik şüalara malik olduğu nötral pionun çökməsi
ilə müşahidə edilərək, hər partlayış təxminən 3 × 1042 - 3 × 1043 J kosmik şüalar istehsal
edirdi. Üstəgəl supernova bütün kosmik şüaları istehsal etmir və istehsal etdiyimiz kosmik
şüaların nisbəti daha çox tədqiq edilmədən cavab verə bilməyən bir sualdır. 2017-ci ildə
Beynəlxalq Kosmik Stansiyadan məlumatlar istifadə edən bir araşdırma məqsədi qaranlıq
məsələ "özünü məhv edən WIMP" kimi mümkün bir mənbəni təsbit etdi.
Kosmik şüalar mikroelektronika və atmosferə və maqnit sahəsində qorunan xaricə zərər
verdikləri və elmi cəhətdən zərər verdikləri üçün praktik olaraq böyük maraq görür, çünki ən
enerjili ultra-yüksək enerji kosmik şüalarının (UHECR) enerjisi müşahidə olunur böyük bir
Hadron Collider tərəfindən sürətlənmiş hissəciklərin enerjisi təxminən 40 milyon dəfə
təxminən 3 × 1020 eV, Aktual qalaktik nüvələrdə mərkəzləşdirilmiş sürətləndirici mexanizm
vasitəsilə belə böyük enerjilərə nail ola bilərik. 50 J-da ən yüksək enerjili ultra-yüksək enerjili
kosmik şüalar enerjiyə 90 kilometrlik (56 mil) beysbol kinetik enerjisi ilə müqayisə edilir. Bu
kəşflər nəticəsində daha böyük enerjilərin kosmik şüalarının tədqiqinə maraq var idi. Ancaq
kosmik şüaların əksəriyyəti belə həddindən artıq enerjiyə malik deyildir; kosmik şüaların enerji
paylanması 0,3 gigaelektronvolt (4,8 × 10-11 J) zirvələri.
Yüksək enerjili ilkin kosmik şüaların enerjisinin və təyinat istiqamətlərinin ölçülməsi sıxlıq
nümunəsi və geniş hava duşlarının sürətli vaxtlandırılması üsulları ilə ilk növbədə 1954-cü ildə
Massachusetts Texnologiya İnstitutunun Rossi Kosmik Ray qrupunun üzvləri tərəfindən
həyata keçirilmişdir. Təcrübə Harvard Kollecinin Rəsədxanasının Ağasız Stansiyası əsasında
460 metr diametrində bir dairə içində təşkil edilmiş on sintilasyon detektorlarını işləmişdir. Bu
işdən və dünyanın bir çox yerində həyata keçirilən bir çox təcrübədən, əsas kosmik şüaların
enerji spektri artıq 1020 eV-dən daha çox uzanır. Auger Layihəsi adlı böyük bir hava duşu
təcrübəsi hazırda Çikaqo Universitetindən Fizika Nobeli mükafatı alan 1980-ci il James
Cronin və Alan Watson'un başçılığı altında, beynəlxalq fiziki konsorsiumu tərəfindən Argentina
Argentina pampasındakı bir saytda fəaliyyət göstərir. Leeds Universitetidir. Onların məqsədi
ən yüksək enerjili ilkin kosmik şüaların xüsusiyyətlərini və gələcək istiqamətlərini
Enerji
Enerji paylanması
araşdırmaqdır. Nəticələrin kosmik şüaların enerjilərinə uzun məsafələrdən (təxminən 160
milyon işıq ili) olan nəzəriyyəçi Grişen-Zatsepin-Kuzmin məhdudiyyətinə görə 1020 eV-dən
yuxarı olan 1020 eV-dən yuxarıda meydana gələn hissəciklər fizikası və kosmologiya üçün
əhəmiyyətli təsiri gözlənilir. Kainatın Big Bang köklü qalıqları fotonlarıdır.
1967-ci ildə OSO-3 peyki üzərində aparılan MİT sınaqları ilə əsas enerji kosmik radiasiyasında
yüksək enerjili gama şüaları (> 50 MeV fotonlar) aşkar edilmişdir. Həm galaktik, həm də əlavə
qalaktik kökləri komponentləri birbaşa yüklənmiş parçacıqların 1% -dən az olduqda
intensivliklərdə müəyyən edilmişdir. O zamandan bəri çox sayda uydu gamma-ray
observatoriyası gamma-ray göyünü göstərmişdir. Ən son Fermi Rəsədxanası, galaksimizdə
diskret və diffüz mənbələrdən çıxarılan dar gəmanaq şüalarının intensivliyi və göy sahəsinin
üzərində yayılmış bir çox nöqtəli əlavə qalaktik mənbəyi göstərən xəritə yaratmışdır.