Η έρευνα με βάση το μπαλόνι για κοσμικά σωματίδια που ξεκίνησε πριν από έναν αιώνα θα πάρει μεγάλη ώθηση τον επόμενο χρόνο - μέχρι την τροχιά χαμηλής γης, όταν η Cosmic Ray Energetics and Mass (CREAM) της NASA θα σταλεί στον Διαστημικό Σταθμό (είσαι έτοιμος για αυτό?) ISS-CREAM, ειδικά σχεδιασμένο για να ανιχνεύει κοσμικές ακτίνες υψηλής ενέργειας και να βοηθά τους επιστήμονες να προσδιορίσουν ποιες είναι οι μυστηριώδεις πηγές τους.
«Η απάντηση είναι αυτή που ο κόσμος περίμενε εδώ και 100 χρόνια», δήλωσε ο επιστήμονας του προγράμματος Vernon Jones.
Διαβάστε περισσότερα σχετικά με αυτό το "δροσερό" πείραμα παρακάτω:
Το Cosmic Ray Energetics and Mass (CREAM) θα είναι το πρώτο όργανο κοσμικής ακτίνας που έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει σε τόσο υψηλότερα ενεργειακά εύρη και σε τόσο μεγάλη διάρκεια στο διάστημα. Οι επιστήμονες ελπίζουν να ανακαλύψουν εάν οι κοσμικές ακτίνες επιταχύνονται με μία μόνο αιτία, η οποία πιστεύεται ότι είναι σουπερνόβα. Η νέα έρευνα θα μπορούσε επίσης να καθορίσει γιατί υπάρχουν λιγότερες κοσμικές ακτίνες που ανιχνεύονται σε πολύ υψηλές ενέργειες από ό, τι θεωρούνται ότι υπάρχουν.
«Οι κοσμικές ακτίνες είναι ενεργητικά σωματίδια από το διάστημα», δήλωσε ο Eun-Suk Seo, κύριος ερευνητής της μελέτης CREAM. «Παρέχουν ένα άμεσο δείγμα ύλης έξω από το ηλιακό σύστημα. Οι μετρήσεις έχουν δείξει ότι αυτά τα σωματίδια μπορούν να έχουν ενέργεια έως και 100.000 τρισεκατομμύρια ηλεκτρονικά βολτ. Πρόκειται για μια τεράστια ενέργεια, πολύ πέρα από και πάνω από κάθε ενέργεια που μπορεί να παραχθεί με ανθρωπογενείς επιταχυντές, ακόμα και το Large Hadron Collider στο CERN. "
Οι ερευνητές σκοπεύουν επίσης να μελετήσουν τη μείωση της ανίχνευσης κοσμικών ακτίνων, που ονομάζεται φασματικό «γόνατο» που εμφανίζεται σε περίπου χίλια τρισεκατομμύρια ηλεκτρονίων (eV), το οποίο είναι περίπου 2 δισεκατομμύρια φορές πιο ισχυρό από τις εκπομπές σε ιατρική σάρωση πυρηνικής απεικόνισης. Οτιδήποτε προκαλεί κοσμικές ακτίνες, ή τα φιλτράρει καθώς κινούνται μέσω του γαλαξία, παίρνει ένα δάγκωμα από τον πληθυσμό από 1.000 τρισεκατομμύρια ηλεκτρονίων-βολτ προς τα πάνω. Επιπλέον, το φάσμα των κοσμικών ακτίνων εκτείνεται πολύ πιο πέρα από αυτό που πιστεύεται ότι μπορεί να παράγει οι σουπερνόβα.
Για να αντιμετωπίσει αυτές τις ερωτήσεις, η NASA σκοπεύει να τοποθετήσει το CREAM στο διαστημικό σταθμό και να γίνει ISS-CREAM. Το όργανο έχει πετάξει έξι φορές για συνολικά 161 ημέρες σε μπαλόνια μεγάλης διάρκειας που περιβάλλουν τον Νότιο Πόλο, όπου οι γραμμές μαγνητικού πεδίου της Γης είναι ουσιαστικά κάθετες.
Η ιδέα των ενεργητικών σωματιδίων που προέρχονται από το διάστημα ήταν άγνωστη το 1911 όταν ο Βίκτωρ Έσς, ο βραβευμένος με Νόμπελ φυσικής του 1936 στη Φυσική, πιστώθηκε για την ανακάλυψη κοσμικών ακτίνων, ανέβηκε στον αέρα για να αντιμετωπίσει το μυστήριο του γιατί τα υλικά έγιναν πιο ηλεκτρικά με το υψόμετρο, ένα αποτέλεσμα που ονομάζεται ιονισμός. Η προσδοκία ήταν ότι ο ιονισμός θα αποδυναμώθηκε καθώς κάποιος πήγε πιο μακριά από τη Γη. Ο Έσσης ανέπτυξε ευαίσθητα όργανα και τα πήρε μέχρι 3,3 μίλια (5,3 χιλιόμετρα) και διαπίστωσε ότι ο ιονισμός αυξήθηκε έως και τέσσερις φορές με υψόμετρο, μέρα ή νύχτα.
Η καλύτερη κατανόηση των κοσμικών ακτίνων θα βοηθήσει τους επιστήμονες να ολοκληρώσουν το έργο που ξεκίνησε όταν ο Έσσης απροσδόκητα μετέτρεψε μια επίγεια ερώτηση σε ένα αστρικό αίνιγμα. Η απάντηση σε αυτό το αίνιγμα θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε μια κρυφή, θεμελιώδη πτυχή του πώς ο γαλαξίας μας, και ίσως το σύμπαν, χτίζεται και λειτουργεί.
Το φαινόμενο κέρδισε σύντομα ένα δημοφιλές αλλά μπερδεμένο όνομα, κοσμικές ακτίνες, από μια λανθασμένη θεωρία ότι ήταν ακτίνες Χ ή ακτίνες γάμμα, οι οποίες είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, όπως το φως. Αντ 'αυτού, οι κοσμικές ακτίνες είναι σωματίδια ύλης υψηλής ταχύτητας και υψηλής ενέργειας.
Ως σωματίδια, οι κοσμικές ακτίνες δεν μπορούν να εστιαστούν σαν φως σε ένα τηλεσκόπιο. Αντ 'αυτού, οι ερευνητές ανιχνεύουν κοσμικές ακτίνες από το φως και τα ηλεκτρικά φορτία που παράγονται όταν τα σωματίδια χτυπούν στην ύλη. Οι επιστήμονες στη συνέχεια χρησιμοποιούν ντετέκτιβ για να προσδιορίσουν το αρχικό σωματίδιο με άμεση μέτρηση του ηλεκτρικού φορτίου και του ενεργειακού προσδιορισμού του από την χιονοστιβάδα σωματιδίων συντριμμιών δημιουργώντας τα δικά τους αλληλεπικαλυπτόμενα μονοπάτια.
Το CREAM λειτουργεί αυτό το ίχνος χρησιμοποιώντας ένα θερμιδόμετρο ιονισμού που έχει σχεδιαστεί για να κάνει τις κοσμικές ακτίνες να ρίχνουν τις ενέργειές τους. Τα στρώματα άνθρακα, βολφραμίου και άλλων υλικών παρουσιάζουν γνωστές πυρηνικές «διατομές» στη στοίβα. Οι ηλεκτρικοί και οπτικοί ανιχνευτές μετρούν την ένταση των συμβάντων ως κοσμικά σωματίδια, από το υδρογόνο έως το σίδηρο, συντρίβονται μέσω του οργάνου.
Παρόλο που οι πτήσεις με μπαλόνια CREAM έφτασαν σε μεγάλα υψόμετρα, παρέμεινε αρκετή ατμόσφαιρα για να παρεμβληθούν οι μετρήσεις. Το σχέδιο τοποθέτησης του οργάνου στο εξωτερικό του διαστημικού σταθμού θα το τοποθετήσει πάνω από τα σκοτεινά αποτελέσματα της ατμόσφαιρας, σε υψόμετρο 250 μιλίων (400 χιλιόμετρα).
«Σε τι μπορούμε τώρα να θέσουμε τις ελπίδες μας για επίλυση των πολλών γρίφων που εξακολουθούν να υπάρχουν ως προς την προέλευση και τη σύνθεση των κοσμικών ακτίνων;»
- Victor F. Hess, Διάλεξη Νόμπελ, Δεκέμβριος 1936
Πηγή: NASA
