Cercetările bazate pe baloane asupra particulelor cosmice, care au început în urmă cu peste un secol, vor primi un impuls major anul viitor - până la orbita de pe Pământul scăzut, când energia energetică și masa (CREAM) de la NASA va fi trimisă la Stația Spațială devenind astfel (ești gata pentru asta?) ISS-CREAM, special conceput pentru a detecta razele cosmice cu energie înaltă și pentru a ajuta oamenii de știință să determine care sunt sursele lor misterioase.
"Răspunsul este unul pe care lumea îl așteaptă de 100 de ani", a spus omul de știință al programului Vernon Jones.
Citiți mai multe despre acest experiment „cool” de mai jos:
Cosmic Ray Energetics and Mass (CREAM) va fi primul instrument de raze cosmice conceput pentru a detecta la astfel de intervale mai mari de energie și pe o durată atât de lungă în spațiu. Oamenii de știință speră să descopere dacă razele cosmice sunt accelerate de o singură cauză, despre care se crede că sunt supranovele. Noua cercetare ar putea, de asemenea, să stabilească de ce există mai puține raze cosmice detectate la energii foarte mari decât sunt teoretizate că există.
„Razele cosmice sunt particule energetice din spațiul exterior”, a declarat Eun-Suk Seo, investigatorul principal pentru studiul CREAM. „Ele furnizează un eșantion direct de materie din afara sistemului solar. Măsurătorile au arătat că aceste particule pot avea energii de până la 100.000 trilioane de electroni volți. Aceasta este o energie enormă, cu mult peste și peste orice energie care poate fi generată cu acceleratoare făcute manual, chiar și Marele Colizor de Hadron de la CERN. ”
Cercetătorii intenționează, de asemenea, să studieze declinul detectării razei cosmice, numit „genunchi” spectral care apare la aproximativ o mie de trilioane de electroni volți (V), care este de aproximativ 2 miliarde de ori mai puternic decât emisiile dintr-o scanare medicală de imagistică nucleară. Orice provoacă raze cosmice sau le filtrează pe măsură ce se deplasează prin galaxie, scoate o mușcătură din populație de la 1.000 de miliarde de electroni-volți în sus. Mai mult, spectrul razelor cosmice se extinde mult mai mult dincolo de ceea ce se crede că supernovele pot produce.
Pentru a rezolva aceste întrebări, NASA intenționează să plaseze CREAM la bordul stației spațiale, devenind ISS-CREAM. Instrumentul a zburat de șase ori pentru un total de 161 de zile pe baloane de lungă durată care înconjoară Polul Sud, unde liniile de câmp magnetic ale Pământului sunt în esență verticale.
Ideea particulelor energetice care provin din spațiu nu a fost cunoscută în 1911, când Victor Hess, laureatul Nobel din 1936 în fizică creditat pentru descoperirea razelor cosmice, a luat aerul pentru a aborda misterul de ce materialele au devenit mai electrificate cu altitudinea, efect numit ionizare. Așteptarea era ca ionizarea să se slăbească pe măsură ce cineva se îndepărtează de Pământ. Hess a dezvoltat instrumente sensibile și le-a luat până la 3,3 mile (5,3 kilometri) și a stabilit că ionizarea a crescut de patru ori cu altitudinea, ziua sau noaptea.
O mai bună înțelegere a razelor cosmice îi va ajuta pe oamenii de știință să termine lucrarea începută atunci când Hess a transformat în mod neașteptat o întrebare pământească într-o ghicitoare stelară. Răspunsul acestei ghicitori ne va ajuta să înțelegem o fațetă ascunsă și fundamentală a modului în care galaxia noastră, și poate universul, este construită și funcționează.
Fenomenul a căpătat curând un nume popular, dar confuz, raze cosmice, dintr-o teorie greșită potrivit căreia au fost raze X sau raze gamma, care sunt radiații electromagnetice, precum lumina. În schimb, razele cosmice sunt particule de mare viteză cu energie mare.
Ca particule, razele cosmice nu pot fi concentrate ca lumina într-un telescop. În schimb, cercetătorii detectează razele cosmice prin încărcătura electrică și electrică produsă când particulele se trântesc în materie. Oamenii de știință folosesc apoi lucrări de detectiv pentru a identifica particulele originale prin măsurarea directă a încărcăturii sale electrice și determinarea energiei sale din avalanșa de particule de resturi creând propriile trasee care se suprapun.
CREMA funcționează această urmă utilizând un calorimetru de ionizare conceput pentru a face ca razele cosmice să-și piardă energiile. Straturile de carbon, wolfram și alte materiale prezintă „secțiuni transversale” nucleare binecunoscute în cadrul stivei. Detectoarele electrice și optice măsoară intensitatea evenimentelor, deoarece particulele cosmice, de la hidrogen la fier, se prăbușesc prin instrument.
Chiar dacă zborurile cu baloane CREAM au atins altitudini mari, a rămas suficientă atmosferă pentru a interfera cu măsurătorile. Planul de a monta instrumentul pe exteriorul stației spațiale îl va așeza deasupra efectelor obscure ale atmosferei, la o altitudine de 400 de mile (400 de kilometri).
„Pe ce ne putem așeza acum speranțele de a rezolva numeroasele ghicitori care există încă în ceea ce privește originea și compoziția razelor cosmice?”
- Victor F. Hess, prelegere Nobel, decembrie 1936
Sursa: NASA
