Utah 'kõrbes asuva kosmilise kiirguse observatooriumi ehitust on alustatud, mis peaks olema varasemate instrumentidega võrreldes kümme korda tundlikum. “Teleskoobi massiiv” koosneb 564 lauakujulisest detektorist, mis mõõdavad subatomaatiliste osakeste dušše, mis langevad Maale, kui kosmilised kiired mõjutavad meie atmosfääri. See aitab teadlastel avastada ülikõrge energiaga kosmiliste kiirte allikat.
Tänu kahele USA agentuurile kiireneb 17 miljoni dollari suuruse kosmiliste kiirguse vaatluskeskuse ehitamine Utah'is Delta läänes: maakorralduse büroo andis loa ja National Science Foundation kiitis heaks 2,4 miljoni dollari suuruse toetuse.
Teleskoobi massiivina tuntud observatoorium on kümme korda tundlikum kui eelnevad katsed ja loodame, et see võimaldab meil lõplikult lahendada Maa neid pommitanud ülikõrge energiaga osakeste [kosmiliste kiirte] päritolu saladuse, ”Ütleb Utah’ ülikooli professor ja füüsika õppetool Pierre Sokolsky.
"Meil on põhjapoolkera kõige võimsam kosmiline kiirdetektor," ütleb Utahi ülikooli füüsikaprofessor Charlie Jui (hääldatakse Ray).
Sokolsky sõnul peaks uus vaatluskeskus alustama proovisõite 2007. aasta hiliskevadel, alustama täielikku tööd 2007. aasta suve lõpus ja viima seejärel uuringuid läbi kuni 10 aastat.
Siiani on teleskoobi massiivi rahastanud Jaapani valitsus 14,4 miljonit dollarit. Kolmeaastane, 2,4 miljoni dollari suurune riikliku teadusfondi toetus võimaldab Utah 'ülikooli füüsikutel varustada oma vananeva kõrgresolutsiooniga Fly's Eye kosmilise kiirguse vaatluskeskuse seadmeid uude rajatisse USA armee Dugway Proving Groundi.
Konstruktsioonid ja teed võtavad 400 ruutmeetri suurusest katseplatsist ainult 50 aakrit.
Utah 'kooli usalduse maa kolmes asukohas asuvad hoonetes fluorestsentsdetektorid, mis on peeglikomplektid ja salvestusinstrumendid, mis pöörduvad öisesse taevasse nõrkade ultraviolettkiirguse sähvatuste jaoks, mis tekivad siis, kui sissetulevad kosmilised kiired tabasid lämmastiku, kõige ohtrama gaasi aatomeid. Maa atmosfääris. Kõik kolm ala asuvad teistest umbes 25 miili kaugusel. Kolme fluorestsentsdetektoriga saitide vahel asuv „tsentraalne laserrajatis“ hoiab laserkiiret taeva poole, kui peeglid ja salvesti on vaja kalibreerida.
Observatooriumi teine põhikomponent on 564 lauakujulist stsintillatsiooniandurit sisaldav maapealne maatriks, millest igaüks on umbes 3 jalga pikk ja 6 x 10 jalga lai. Seadmed mõõdavad õhuvoolu, mis on subatomaatiliste osakeste kaskaadid, mis langevad Maale, kui kosmilised kiired atmosfääri lämmastikku suruvad.
Stsintillatsiooni detektorid jaotatakse võrestikku 18-miil-22-miilises piirkonnas Delta lääneosas. Maakorralduse büroo „otseõiguse loa / ajutise kasutamise luba” lubab teadlastel ehitada tsentraalse laserrajatise ja paigaldada 460 stsintillatsiooni detektorit BLM-i maale, mis katab 80 protsenti vaatluskeskuse kohast. Ülejäänud 104 stsintillatsioonianduri paigaldamise luba saadi juba Utah 'osariigilt ja eraomanikelt. Neile kuulub ülejäänud 20 protsenti laialivalguvuskohast.
Teadlased teevad selle väljamõtlemise asemel koostööd
Uus kosmilise kiirguse vaatluskeskus püüab vastata füüsika ühele kõige segasemale müsteeriumile. Mis on ülikõrge energiaga kosmiliste kiirte allikas, mis on subatomaatsed osakesed, mis tulevad Maa atmosfääri uskumatult suure energiaga?
Kosmilised kiired on keemiliste elementide, peamiselt vesiniku ja heeliumi aatomituumad - nende aatomitest on eemaldatud elektronid. Atmosfäär takistab neil Maale löömast ja isegi kui nad saaksid, tõmbuksid nad märkamatult läbi inimese. Kuid kui üksainus ülikõrge energiaga kosmiline kiir võiks teie pähe lüüa, tunneks see end nagu kiiresti liikuv pesapall.
Mõned kosmilised kiired pärinevad tähtedest, mis plahvatavad kui supernoovad. Kuid ülikõrge energiaga kosmilised kiired on võimsamad ja pärinevad ilmselt kaugetest universumi ulatustest. Sokolsky arvab, et need pärinevad “aktiivsetest galaktilistest tuumadest”, mis on ülimaitsvad mustad augud, mis moodustuvad, kui galaktikate keskpunktis on umbes 1 miljard varisenud tähte. Muud võimalikud allikad hõlmavad põrkuvate galaktikate lööklaineid, müra tekitavaid raadiolaineid kiirgavaid galaktikaid, eksootilisi allikaid, näiteks teoreetilisi kosmilisi stringe, ja massiivsete osakeste lagunemist, mis on jäänud teadlaste väitel "suurest paugust" üle lõima universumi umbes 13 miljardit aastat tagasi.
Teleskoobi massiiv ühendab kaks tehnoloogiat, mis on loendanud Maale jõudvate ülikõrge energiaga kosmiliste kiirte silmatorkavalt erinevat arvu. Jaapani AGASA kosmiliste kiirte vaatluskeskus on neist tuvastanud kümme korda rohkem kui kõrgresolutsiooniga kärbesilm. Sokolsky sõnul tähendab AGASA mõõdetud suur arv, et allikas asub universumis suhteliselt lähedal, kuid puuduvad teadaolevad astronoomilised objektid, mis võiksid olla allikaks.
Nii et teleskoobi massiivi kuuluvad fluorestsentsdetektorid, nagu neid kasutatakse kõrgresolutsiooniga kärbesilmas, ja stsintillatsioonidetektorid, nagu need, mida kasutati AGASA-s.
"See katse on ainulaadne selles mõttes, et see on kahe algselt konkureeriva teadusrühma liit: Jaapani rühm ja Ameerika rühm, kes viisid kümme aastat läbi kaks eraldi katset ja tulid vastastikku kokkusobimatute tulemustega," räägib Sokolsky. "Selliste teaduslike püüdluste ajaloos on kindlasti ebaharilik, et selle asemel, et seda igaveseks välja lasta, otsustasid nad erinevuste lahendamiseks jõud ühendada ja teha eksperimendi."
Kõrglahutusega kärbesilm ja AGASA on jõudnud kasuliku elu lõpuni - vaja on võimsamaid instrumente - ning kõrgresolutsiooniga kärbesilma kasutamine muutus keeruliseks pärast 11. septembril 2001 aset leidnud terrorirünnakuid New Yorgi vastu ja Washington. Dugway viib läbi teadusuuringuid keemiliste ja bioloogiliste relvade vastase kaitse kohta ning rangemad piirangud takistasid ülikooli välismaalastest kraadiõppureid selle saidi külastamisest.
BLM: Uurige elusloodust, kasutage mõne seadme installimiseks kopterit
Loa väljaandmisel nõudis BLM Utahi ülikoolilt uuringute läbiviimist ja kaitset kultuuriressursside, ohustatud ja ohustatud taimede ning eluslooduse, näiteks kitsi rebase, urguvate öökullide ja vägistajate osas, ütles Sokolsky.
Vaatluskeskuse ehitajad hakkavad stsintillatsiooniandurite paigaldamiseks kasutama koptereid - mitte maastikusõidukit - ja "oleme kokku leppinud, et neid hooldatakse kas jalgsi või hobusega" kohtadesse, kuhu maanteele ei pääse, ütles Sokolsky. Kopterit kasutatakse juhul, kui detektoriga seoses ilmneb suurem probleem, kuid see peaks olema ebaharilik. Samuti peavad teadlased tegema detektorikohta külastades digitaalseid fotosid ja jälgima aja jooksul toimunud muutusi.
Siin on teleskoobi massiivi erinevate komponentide olek:
* Observatooriumi ehitust alustati 2004. aasta augustis esimeses kolmes fluorestsentsdetektoris, mis asus Black Rock Mesa tipus umbes 13 miili edelast Delta suunas. Hoone on valmis ja paljud peeglid on paigaldatud. Black Rocki fluorestsentsdetektor valmib selle suve lõpuks.
* Teise fluorestsentsdetektori ehitamine algas 2005. aasta detsembris Long Ridge'is, Delist 30 miili edelas. Hoone valmib suve lõpuks ja peeglid paigaldatakse enne talve.
* Erinevalt Jaapani fondidega ehitatavatest Black Rock Mesa ja Long Ridge detektoritest ehitab kolmanda fluorestsentsdetektori Utahi ülikool, kasutades riikliku teadusfondi toetust. Kesknumbriks nimetatud, see asub Deldast 25 miili loodes. Saidi ettevalmistamine peaks algama augustis, ühe või mitme ehitise jaoks, et peeglid detsembriks valmis saaks, ütleb Sokolsky. Peeglid ja muu varustus tuleb Dugway suure eraldusvõimega kärbesilmast eemaldada, puhastada ja modifitseerida Salt Lake City laos ning seejärel vedada need järgmise aasta suveks Keskmise trummi kohale.
* Tsentraalne laserrajatis, mis asub kolmest fluorestsentsdetektorist võrdsel kaugusel, ehitatakse augustis ja see peaks valmima umbes kuu aja pärast.
* Stsintillatsiooniandurite paigaldamine BLM-i maale peaks algama juuli lõpus või augusti alguses, kui agentuur saab vajalike looduslike vaatluste tulemused, ütles Sokolsky. Esimesed 200 stsintillatsiooni detektorit on juba ehitatud ja neid hoitakse Delta põllul, nähes välja nagu "haiglavoodeid täis hiiglaslik väli", lisab ta. Nad toimetatakse peatuspaikadesse ja tõstetakse siis kopteri abil oma kohale. Sokolsky sõnul paigaldatakse ülejäänud 364 stsintillatsiooni detektorit detsembriks.
* Ülikool on Delta linnas avanud Millardi maakonna kosmiliste kiirte keskuse, kasutades hoone ostmiseks ja sisustamiseks 150 000 dollarit riiklikke ja eravahendeid. Stsintillatsiooniloendurid koondatakse sinna ja neid hoitakse külgnevas renditud väljal, kuid keskuses asuvad peamiselt eksponaadid, et harida avalikkust kosmilise kiirguse uurimise alal.
