קרדיט תמונה: פרמילאב
הגלאי ה -100 במצפה הכוכבים פייר אוגר הושלם לאחרונה והפך את המערך לגלאי הקרניים הקוסמיות הגדול בעולם. ברגע שהוא עובד, הגלאי אמור להיות מסוגל לתפוס חלק מחלקיקי הקרינה הקוסמית האנרגטית ביותר - הם פוגעים רק בשטח של 2.5 קמ"ר אחת לשנה. התעלומה עם חלקיקי האנרגיה הגבוהה הזו היא שלאסטרונומים אין מושג מה ביקום יכול ליצור אותם. התוכניות לטווח הרחוק של המצפה אמורות להיות בסופו של דבר 1,600 גלאים עד 2005.
עם השלמת גלאי השטח המאה שלו, מצפה הכוכבים פייר אוגרה, שנבנה בארגנטינה, הפך השבוע למערך המקלחת האווירית הקוסמית הגדול בעולם. פרויקט פייר אוגר מנוהל על ידי מדענים במעבדת המאיץ הלאומי של מחלקת האנרגיה במחלקת האנרגיה, עד כה סביב מערך גלאים בגודל 70 מ"ר. המעקב אחר התהליכים האלימים ביותר ואולי התמוהים ביותר ביקום כולו.
קרניים קוסמיות הן חלקיקים מחוץ לכדור הארץ - לרוב פרוטונים או יונים כבדים יותר - הפוגעים באטמוספירה של כדור הארץ ויוצרים מפל של חלקיקים משניים. בעוד קרניים קוסמיות מתקרבות לכדור הארץ במגוון אנרגיות, מדענים האמינו זה מכבר כי האנרגיה שלהם אינה יכולה לעלות על 1020 וולט אלקטרונים, כמאה מיליון פעמים מאנרגית הפרוטון שניתן להשיג בטברון הטברון של פרמילאב, מאיץ החלקיקים החזק ביותר בעולם. אולם הניסויים האחרונים ביפן ויוטה גילו כמה קרניים קוסמיות כה אנרגיות אולטרה-גבוהות, והעלו שאלות לגבי אילו אירועים יוצאי דופן ביקום היו יכולים לייצר אותם.
"איך הטבע יוצר את התנאים להאצת חלקיק זעיר לאנרגיה כזו?" שאל אלן ווטסון, פרופסור לפיזיקה מאוניברסיטת לידס, בריטניה, ודובר על שיתוף פעולה של פייר אוגר של 250 מדענים מ -14 מדינות. "מעקב אחר חלקיקי האנרגיה האולטרה-גבוהה הזו למקורותיהם יענה על השאלה הזו."
התיאוריה המדעית יכולה להסביר את המקורות לקרניים קוסמיות נמוכות ובינוניות, אך מקורן של קרניים קוסמיות נדירות באנרגיה גבוהה זו נותרה בגדר תעלומה. כדי לזהות את המנגנונים הקוסמיים המייצרים חלקיקים מיקרוסקופיים באנרגיה מקרוסקופית, שיתוף הפעולה של פייר אוג'ר מתקין מערך שיכלול בסופו של דבר 1,600 גלאי שטח באיזור הפמפה אמארילה הארגנטינאי בגודל האי רוד, בסמוך לעיירה מלרג? כ- 600 מיילים מערבית לבואנוס איירס. 100 הגלאים הראשונים כבר סוקרים את שמי הדרום.
"הקרניים הקוסמיות בעלות האנרגיה הגבוהה ביותר הן שליחים מהיקום הקיצוני", אמר זוכה פרס נובל, ג'ים קרונין, מאוניברסיטת שיקגו, שהגה את ניסוי אוגר יחד עם ווטסון. "הם מהווים הזדמנות נהדרת לתגליות."
הקרניים הקוסמיות בעלות האנרגיה הגבוהה ביותר הן נדירות ביותר, ופוגעות באטמוספירה של כדור הארץ בערך פעם בשנה לקילומטר רבוע. לאחר השלמתו בשנת 2005, מצפה הכוכבים של פייר אוגר ישתרע על פני 1,200 מ"ר (3,000 קמ"ר), המאפשר למדענים לתפוס רבים מהאירועים הללו.
מנהל ה פרויקט פול מאנטש, פרמילאב, התייחס לניסוי של ערכת מקלחת האוויר ענק של אקנה ביפן. "באנרגיות הגבוהות ביותר, נראה שהתוצאות המדהימות משני הניסויים הגדולים בקרינה הקוסמית נמצאים בסכסוך. AGASA רואה יותר אירועים מאשר הניסוי HiRes ביוטה, אבל הסטטיסטיקה של שני הניסויים מוגבלת. "
פרויקט פייר אוגר, הקרוי על שם הפיזיקאי הצרפתי החלוץ שצפה לראשונה במקלחות אוויר מורחבות בשנת 1938, משלב את שיטות הגילוי ששימשו בניסויים ביפן ויוטה. גלאי משטח מרוחקים כקילומטר אחד מהשני. כל יחידת משטח מורכבת ממכל גלילי שגובהו מטר וחצי ומלא ב -3,000 גלונים של מים טהורים, פאנל סולארי ואנטנה להעברת נתונים אלחוטית. חיישנים רושמים את מפולות החלקיקים הבלתי נראים, המופעלות בגובה של שישה עד שתים עשרה מיילים, רק מיקרו שניות קודם לכן, כשהם מגיעים לאדמה. מקלחות החלקיקים פוגעות במספר טנקים כמעט בו זמנית.
בנוסף לטנקים, המצפה החדש יכלול 24 טלסקופים מסוג פלואורסצנטי מסוג HiRes שיכולים להרים את הזוהר האולטרה סגול הקלוש שנפלט ממקלחות אוויר באוויר. טלסקופי הקרינה, הניתנים להפעלה רק בלילות חשוכים ונטולי ירח, רגישים מספיק כדי להרים את האור הנפלט ממנורת 4 וואט הנוסעת שישה מיילים משם במהירות האור כמעט.
"זה דבר יפה באמת שיש לנו מערכת היברידית," אמר ווטסון. "אנו יכולים להסתכל על מקלחות אוויר בשני מצבים. אנו יכולים למדוד את האנרגיה שלהם בשתי דרכים עצמאיות. "
שיתוף הפעולה של פייר אוגר נמצא בתהליך הכנת הצעה לאתר שני במצפה הכוכבים שלו, שיימצא בארצות הברית. מערך הגלאי השני, בעל אותו עיצוב כמו האתר הארגנטינאי, סורק את השמיים הצפוניים אחר המקורות לקרניים הקוסמיות החזקות ביותר.
המימון עבור מצפה הכוכבים של פייר אוגר בסך 55 מיליון דולר בארגנטינה הגיע מ 14 מדינות חברות. ארה"ב תורמת 20 אחוז מהעלות הכוללת, עם תמיכה שניתנת על ידי משרד המדע של מחלקת האנרגיה ועל ידי הקרן הלאומית למדע. רשימה של כל המוסדות המשתתפים זמינה בכתובת http://auger.cnrs.fr/collaboration.html
פרמילאב היא מעבדה לאומית במימון משרד המדע של המחלקה לאנרגיה אמריקאית, המופעלת על ידי האגודה לחקר האוניברסיטאות, בע"מ.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של פרמילאב
