Η κατασκευή έχει ξεκινήσει σε ένα παρατηρητήριο κοσμικών ακτίνων στην έρημο της Γιούτα, το οποίο θα πρέπει να είναι 10 φορές πιο ευαίσθητο από τα προηγούμενα όργανα. Το "Telescope Array" αποτελείται από 564 ανιχνευτές σε σχήμα πίνακα, οι οποίοι θα μετρήσουν τα ντους των υποατομικών σωματιδίων που πέφτουν στη Γη όταν οι κοσμικές ακτίνες αλληλεπιδρούν με την ατμόσφαιρα μας. Θα βοηθήσει τους επιστήμονες να αποκαλύψουν την πηγή των κοσμικών ακτίνων υψηλής ενέργειας.
Η κατασκευή επιταχύνεται σε ένα παρατηρητήριο κοσμικών ακτίνων 17 εκατομμυρίων δολαρίων δυτικά του Δέλτα της Γιούτα, χάρη σε δύο υπηρεσίες των ΗΠΑ: το Bureau of Land Management εξέδωσε άδεια και το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών ενέκρινε επιχορήγηση 2,4 εκατομμυρίων δολαρίων.
Γνωστό ως τηλεσκόπιο Array, το παρατηρητήριο «θα είναι 10 φορές πιο ευαίσθητο από τα προηγούμενα πειράματα, και ελπίζουμε ότι θα μας επιτρέψει επιτέλους να επιλύσουμε το μυστήριο της προέλευσης αυτών των σωματιδίων υπερ-υψηλής ενέργειας [κοσμικές ακτίνες] που βομβαρδίζουν τη Γη, »Λέει ο Pierre Sokolsky, καθηγητής και πρόεδρος της φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Γιούτα.
«Θα έχουμε τον πιο ισχυρό ανιχνευτή κοσμικών ακτίνων στο Βόρειο Ημισφαίριο», λέει ο Charlie Jui (προφέρεται Ray), καθηγητής φυσικής του Πανεπιστημίου της Γιούτα.
Ο Sokolsky λέει ότι το νέο παρατηρητήριο θα πρέπει να ξεκινήσει τις δοκιμές στα τέλη της άνοιξης 2007, να ξεκινήσει την πλήρη λειτουργία του στα τέλη του καλοκαιριού 2007 και στη συνέχεια να πραγματοποιήσει έρευνα για έως και 10 χρόνια.
Μέχρι στιγμής, το Telescope Array έχει χρηματοδοτηθεί από 14,4 εκατομμύρια δολάρια από την κυβέρνηση της Ιαπωνίας. Η τριετής επιχορήγηση ύψους 2,4 εκατομμυρίων δολαρίων από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών θα επιτρέψει στους φυσικούς του Πανεπιστημίου της Γιούτα να μεταφέρουν εξοπλισμό στη νέα εγκατάσταση από το γηράσκον παρατηρητήριο κοσμικών ακτίνων High-Resolution Fly's Eye στο Dugway Proving Ground του αμερικανικού στρατού.
Οι κατασκευές και οι δρόμοι θα καταλάβουν μόνο 50 στρέμματα από τον χώρο πειράματος 400 τετραγωνικών μιλίων.
Σε τρεις τοποθεσίες στη γη της σχολής εμπιστοσύνης της Γιούτα, τα κτίρια θα φιλοξενήσουν «ανιχνευτές φθορισμού», που είναι σετ καθρεπτών και οργάνων καταγραφής που κοιτάζουν στον νυχτερινό ουρανό για εξασθενημένες υπεριώδεις λάμψεις που συμβαίνουν όταν οι εισερχόμενες κοσμικές ακτίνες χτυπούν άτομα αζώτου, το πιο άφθονο αέριο στην ατμόσφαιρα της Γης. Κάθε ένας από τους τρεις ιστότοπους θα απέχει περίπου 25 μίλια από τους άλλους. Ένα κτίριο «κεντρικής εγκατάστασης λέιζερ», που βρίσκεται μεταξύ των τριών θέσεων ανιχνευτή φθορισμού, θα στέλνει ακτίνες λέιζερ προς τα πάνω όταν πρέπει να βαθμονομηθούν οι καθρέπτες και οι συσκευές εγγραφής.
Το άλλο σημαντικό συστατικό του παρατηρητηρίου είναι μια «γειτονική συστοιχία» 564 ανιχνευτών σπινθηρισμού σε σχήμα πίνακα, το καθένα ύψους περίπου 3 ποδιών και πλάτους 6 επί 10 ποδιών. Οι συσκευές θα μετρήσουν τα «ντους αέρα», τα οποία είναι καταρράκτες υποατομικών σωματιδίων που πέφτουν στη Γη όταν οι κοσμικές ακτίνες χτυπούν σε άζωτο στην ατμόσφαιρα.
Οι ανιχνευτές σπινθηρισμού θα απλωθούν σε ένα δίκτυο σε μια περιοχή 18 μιλίων με 22 μίλια δυτικά του Δέλτα. Το Γραφείο Διαχείρισης Γης «άδεια επιδότησης / προσωρινής άδειας χρήσης» θα επιτρέψει στους επιστήμονες να κατασκευάσουν την κεντρική εγκατάσταση λέιζερ και να εγκαταστήσουν 460 από τους ανιχνευτές σπινθηρισμού στη γη BLM, που καλύπτει το 80 τοις εκατό του χώρου του παρατηρητηρίου. Η άδεια για την εγκατάσταση των άλλων 104 ανιχνευτών σπινθηρισμού αποκτήθηκε ήδη από την Πολιτεία της Γιούτα και από ιδιώτες γαιοκτήμονες. Διαθέτουν το υπόλοιπο 20 τοις εκατό της εκτεταμένης τοποθεσίας.
Οι επιστήμονες συνεργάζονται αντί να το "Duking it Out"
Το νέο παρατηρητήριο κοσμικών ακτίνων θα επιδιώξει να απαντήσει σε ένα από τα πιο μπερδεμένα μυστήρια στη φυσική: Ποια είναι η πηγή των κοσμικών ακτίνων υπερ-υψηλής ενέργειας, τα οποία είναι υποατομικά σωματίδια που έρχονται να ουρλιάζουν στην ατμόσφαιρα της Γης με απίστευτη ενέργεια;
Οι κοσμικές ακτίνες είναι ατομικοί πυρήνες - άτομα απογυμνωμένα από τα ηλεκτρόνια τους - χημικών στοιχείων, κυρίως υδρογόνου και ηλίου. Η ατμόσφαιρα τους εμποδίζει να χτυπήσουν τη Γη, και ακόμη κι αν μπορούσαν, θα περάσουν από ένα άτομο απαρατήρητο. Αλλά αν μια μοναδική κοσμική ακτίνα υψηλής ενέργειας θα μπορούσε να χτυπήσει το κεφάλι σας, θα αισθανόταν σαν ένα μπέιζμπολ με γρήγορη κίνηση.
Μερικές κοσμικές ακτίνες προέρχονται από αστέρια που εκρήγνυνται ως σουπερνόβα. Αλλά οι κοσμικές ακτίνες υψηλής ενέργειας είναι πιο ισχυρές και προφανώς προέρχονται από μακρινές περιοχές του σύμπαντος. Ο Sokolsky υποψιάζεται ότι προέρχονται από «ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες», οι οποίοι είναι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που σχηματίστηκαν όταν περίπου 1 δισεκατομμύριο αστέρια κατέρρευσαν στο κέντρο των γαλαξιών. Άλλες πιθανές πηγές περιλαμβάνουν κύματα σοκ από συγκρουόμενους γαλαξίες, θορυβώδεις γαλαξίες που εκπέμπουν ραδιοκύματα, εξωτικές πηγές όπως θεωρητικές κοσμικές χορδές και την αποσύνθεση τεράστιων σωματιδίων που έχουν απομείνει από τους «big bang» επιστήμονες λένε ότι δημιούργησαν το σύμπαν πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια.
Το Telescope Array θα συγχωνεύσει δύο τεχνολογίες που έχουν μετρήσει εντυπωσιακά διαφορετικούς αριθμούς κοσμικών ακτίνων υπερ-υψηλής ενέργειας που φτάνουν στη Γη. Το παρατηρητήριο κοσμικών ακτίνων AGASA της Ιαπωνίας έχει εντοπίσει 10 φορές περισσότερα από αυτά από το High-Resolution Fly's Eye. Ο Sokolsky λέει ότι ο μεγάλος αριθμός που μετράται από την AGASA υποδηλώνει ότι η πηγή είναι σχετικά κοντά στο σύμπαν, αλλά δεν υπάρχουν γνωστά αστρονομικά αντικείμενα που θα μπορούσαν να είναι η πηγή.
Έτσι, το Telescope Array θα περιλαμβάνει ανιχνευτές φθορισμού όπως αυτοί που χρησιμοποιούνται στο High-Resolution Fly's Eye και ανιχνευτές σπινθηρισμού όπως αυτοί που χρησιμοποιούνται στο AGASA.
«Αυτό το πείραμα είναι μοναδικό με την έννοια ότι είναι η ένωση δύο αρχικά ανταγωνιστικών επιστημονικών ομάδων: μια ιαπωνική ομάδα και μια αμερικανική ομάδα που διεξήγαγαν δύο ξεχωριστά πειράματα για μια δεκαετία και βρήκαν αμοιβαία ασύμβατα αποτελέσματα», λέει ο Sokolsky. «Είναι σίγουρα ασυνήθιστο στην ιστορία των επιστημονικών προσπαθειών όπως αυτό, αντί να το κάνουν για πάντα, αποφάσισαν να ενώσουν τις δυνάμεις τους και να χτίσουν ένα πείραμα μαζί για να επιλύσουν τις διαφορές».
Το High-Resolution Fly's Eye και το AGASA έχουν φτάσει στο τέλος της ωφέλιμης ζωής τους - χρειάζονται πιο ισχυρά εργαλεία - και η λειτουργία του High-Resolution Fly's Eye έγινε δύσκολη μετά τις τρομοκρατικές επιθέσεις της Νέας Υόρκης στις 11 Σεπτεμβρίου 2001 και Ουάσιγκτον. Η Dugway διεξάγει έρευνα για την άμυνα ενάντια σε χημικά και βιολογικά όπλα και αυστηρότεροι περιορισμοί εμπόδισαν τους ξένους μεταπτυχιακούς φοιτητές του πανεπιστημίου να επισκεφθούν τον ιστότοπο.
BLM: Survey Wildlife, Χρησιμοποιήστε το Copter για να εγκαταστήσετε κάποιο εξοπλισμό
Κατά την έκδοση της άδειας, το BLM ζήτησε από το Πανεπιστήμιο της Γιούτα να διεξαγάγει έρευνες και να προστατεύσει πολιτιστικούς πόρους, απειλούμενα και απειλούμενα φυτά και άγρια ζώα, όπως κιτ αλεπούδες, κουκουβάγιες και αρπακτικά, λέει ο Sokolsky.
Οι κατασκευαστές του παρατηρητηρίου θα χρησιμοποιούν ελικόπτερα - όχι οχήματα παντός εδάφους - για να εγκαταστήσουν τους ανιχνευτές σπινθηρισμού και «έχουμε συμφωνήσει να τα διατηρήσουμε είτε με τα πόδια είτε με άλογο» σε μέρη χωρίς οδική πρόσβαση, λέει ο Sokolsky. Ελικόπτερα θα χρησιμοποιηθούν εάν εμφανιστεί ένα μεγάλο πρόβλημα με έναν ανιχνευτή, αλλά αυτό αναμένεται να είναι ασυνήθιστο. Οι επιστήμονες καλούνται επίσης να τραβήξουν ψηφιακές φωτογραφίες όταν επισκέπτονται μια τοποθεσία ανιχνευτή και παρακολουθούν τυχόν αλλαγές με την πάροδο του χρόνου.
Εδώ είναι η κατάσταση διαφόρων συστατικών του Telescope Array:
* Η κατασκευή του παρατηρητηρίου άρχισε τον Αύγουστο του 2004 στην πρώτη από τις τρεις τοποθεσίες ανιχνευτών φθορισμού, που βρίσκεται στην κορυφή του Black Rock Mesa περίπου 13 μίλια νοτιοδυτικά του Δέλτα. Το κτίριο είναι πλήρες και έχουν εγκατασταθεί πολλοί από τους καθρέφτες. Ο ανιχνευτής φθορισμού Black Rock θα ολοκληρωθεί μέχρι το τέλος του καλοκαιριού.
* Η κατασκευή του δεύτερου ανιχνευτή φθορισμού ξεκίνησε τον Δεκέμβριο του 2005 στο Long Ridge, 30 μίλια νοτιοδυτικά του Δέλτα. Το κτίριο θα ολοκληρωθεί μέχρι το τέλος του καλοκαιριού και οι καθρέφτες θα εγκατασταθούν πριν από το χειμώνα.
* Σε αντίθεση με τους ανιχνευτές Black Rock Mesa και Long Ridge, οι οποίοι κατασκευάζονται με ιαπωνικά κεφάλαια, ο τρίτος ανιχνευτής φθορισμού θα κατασκευαστεί από το Πανεπιστήμιο της Γιούτα χρησιμοποιώντας την επιχορήγηση του National Science Foundation. Ονομάστηκε Middle Drum, βρίσκεται 25 μίλια βορειοδυτικά του Δέλτα. Η προετοιμασία του χώρου πρέπει να ξεκινήσει τον Αύγουστο, με ένα ή περισσότερα κτίρια να διαθέτουν καθρέφτες που θα έχουν ολοκληρωθεί έως τον Δεκέμβριο, λέει ο Sokolsky. Οι καθρέφτες και άλλος εξοπλισμός πρέπει να αφαιρεθούν από το High-Resolution Fly’s Eye at Dugway, να καθαριστούν και να τροποποιηθούν σε μια αποθήκη στο Salt Lake City και, στη συνέχεια, να μεταφερθούν στον ιστότοπο Middle Drum μέχρι το επόμενο καλοκαίρι.
* Η κεντρική εγκατάσταση λέιζερ - που βρίσκεται σε απόσταση από τους τρεις ανιχνευτές φθορισμού - θα κατασκευαστεί από τον Αύγουστο και θα πρέπει να ολοκληρωθεί εντός περίπου ενός μηνός.
* Η εγκατάσταση των ανιχνευτών σπινθηρισμού στη γη BLM αναμένεται να ξεκινήσει στα τέλη Ιουλίου ή στις αρχές Αυγούστου μόλις το πρακτορείο λάβει τα αποτελέσματα των απαιτούμενων ερευνών για την άγρια ζωή, λέει ο Sokolsky. Οι πρώτοι 200 ανιχνευτές σπινθηρισμού έχουν ήδη κατασκευαστεί, και αποθηκεύονται σε ένα χωράφι στο Δέλτα, μοιάζοντας «σαν ένα τεράστιο πεδίο γεμάτο νοσοκομειακά κρεβάτια», προσθέτει. Θα μεταφερθούν σε περιοχές στάσης και στη συνέχεια θα ανέβουν στη θέση τους με ελικόπτερο. Ο Sokolsky λέει ότι οι υπόλοιποι 364 ανιχνευτές σπινθηρισμού θα εγκατασταθούν έως τον Δεκέμβριο.
* Το πανεπιστήμιο άνοιξε το Millm County Cosmic Ray Center στο Δέλτα, χρησιμοποιώντας 150.000 $ σε κρατικά και ιδιωτικά κεφάλαια για την αγορά και τον εξοπλισμό ενός κτηρίου. Οι μετρητές σπινθηρισμού συναρμολογούνται εκεί και αποθηκεύονται σε ένα γειτονικό, νοικιασμένο πεδίο, αλλά το κέντρο θα φιλοξενήσει κυρίως εκθέματα για να εκπαιδεύσει το κοινό σχετικά με την έρευνα των κοσμικών ακτίνων.
