Истраживање космичких честица засновано на балону, које је започело пре више од једног века, добиће велико појачање следеће године - све до орбита ниске Земље, када ће НАСА-ова козмичка зрака енергија и маса (ЦРЕАМ) бити послата у Свемирску станицу и тако постати (да ли сте спремни за ово?) ИСС-ЦРЕАМ, посебно дизајнирана да открива космичке зраке супер високе енергије и помогне научницима да утврде који су њихови мистериозни извори.
"Одговор је одговор на који свет чека 100 година", рекао је програмски научник Вернон Јонес.
Прочитајте више о овом „цоол“ експерименту у наставку:
Козмичка зрачна енергија и маса (ЦРЕАМ) биће први инструмент космичког зрачења дизајниран да детектује у већим распонима енергије и током тако продуженог времена у простору. Научници се надају да ће открити да ли су космички зраци убрзани једним узроком, за који се верује да је супернова. Ново истраживање такође би могло утврдити зашто има мање космичких зрака откривених на врло високим енергијама него што је теоретизовано да постоје.
"Козмички зраци су енергетске честице из свемира", рекао је Еун-Сук Сео, главни истраживач ЦРЕАМ студије. „Они пружају директан узорак материје изван Сунчевог система. Мерења су показала да ове честице могу да имају енергију чак 100 000 билиона електрона. Ово је огромна енергија, далеко изнад и изнад било које енергије која се може створити акцелераторима који се стварају у свету, чак и великим хадронским сударом у ЦЕРН-у. "
Истраживачи такође планирају да проучавају пад откривања космичких зрака, названог спектралним „кољеном“ који се јавља при око хиљаду билиона електрон-волти (еВ), што је око 2 милијарде пута снажније од емисија у медицинском скенирању нуклеарним снимцима. Шта год да изазове космичке зраке или их филтрира док се крећу кроз галаксију, угризе се становништво од 1.000 билиона електрон-волти навише. Даље, спектар космичких зрака шири се далеко даље од онога што се веровало да могу произвести супернове.
За рјешавање ових питања, НАСА планира да постави ЦРЕАМ на свемирску станицу, постајући ИСС-ЦРЕАМ. Инструмент је летио шест пута укупно 161 дан балонима који су трајали кружећи Јужним полом, где су Земљине линије магнетног поља у основи вертикалне.
Идеја о енергетским честицама које долазе из свемира била је непозната 1911. године, када је Вицтор Хесс, добитник Нобелове награде за физику из 1936. године, заслужан за откриће космичких зрака, кренуо у ваздух да би се позабавио мистеријом зашто материјали постају више наелектрисани висином, ефекат назван јонизација. Очекивало се да ће ионизација ослабити кад се неко удаљи од Земље. Хесс је развио осетљиве инструменте и узео их чак 5,3 километра (5,3 километра) и установио је да се ионизација повећала до четири пута са висином, дању или ноћу.
Боље разумевање космичких зрака помоћи ће научницима да заврше започети посао када је Хесс неочекивано земаљско питање претворио у звјездану загонетку. Одговори на ову загонетку помоћи ће нам да схватимо скривен, темељни аспект тога како је наша галаксија, а можда и универзум изграђена и делује.
Феномен је убрзо добио популарно, али збуњујуће име, космички зраци, из погрешне теорије да су то били Кс-зраци или гама зраци, који су електромагнетно зрачење, попут светлости. Уместо тога, космички зраци су честице материје велике брзине, велике енергије.
Као честице, космички зраци не могу бити фокусирани попут светлости у телескопу. Уместо тога, истраживачи откривају космичке зраке светлошћу и електричним набојима који настају када честице падну у материју. Научници потом користе детективски рад да идентификују оригиналну честицу директним мерењем њеног електричног набоја и његовим одређивањем енергије из лавине честица крхотина стварајући своје сопствене преклапајуће трагове.
ЦРЕАМ ово ради у траговима користећи ионизациони калориметар дизајниран тако да космички зраци пуштају своју енергију. Слојеви угљеника, волфрама и других материјала представљају добро познате нуклеарне „пресеке“ унутар гомиле. Електрични и оптички детектори мере интензитет догађаја јер се космичке честице, од водоника до гвожђа, пробијају кроз инструмент.
Иако су летови са балоном ЦРЕАМ достизали велике надморске висине, горе је остало довољно атмосфере да омета мерења. План да се инструмент постави на спољашњост свемирске станице поставиће га изнад затамњујућих утицаја атмосфере, на надморској висини од 250 километара (400 километара).
"На шта се сада можемо надати решавању многих загонетки које још постоје о пореклу и саставу космичких зрака?"
- Вицтор Ф. Хесс, Нобелово предавање, децембар 1936
Извор: НАСА
