După 12 ani de studii, experimentul Auger, efectuat în Argentina, demonstrează că razele cosmice cu energii extrem de mari provin din exteriorul galaxiei noastre și iau naștere în procese ce la ora actuală nu sunt cunoscute.

În fiecare secundă, Terra este bombardată de raze cosmice care provin din univers. Razele cosmice își au originea în procesele fizice ce au loc în Soare, în alte stele sau locuri îndepărtate. în procese misterioase pe care încă nu le cunoaștem pe deplin. Mare parte din razele cosmice sunt alcătuite din protoni, electroni sau alte nuclee, precum cele de heliu. În spațiu, pe diverși sateliți există experimente care caută antimaterie în razele cosmice. Au fost astfel descoperiți pozitroni (antiparticula electronului), a căror origine este încă studiată, deoarece se crede că ar putea avea legătura cu materia întunecată.

De la primele măsurători ale razelor cosmice, acum mai bine de 100 de ani, până la descoperirea anti-electronului (pozitronul) într-un experiment efectuat cu ajutorul razelor cosmice, a trecut mult timp. Totuși, originea acestora, în special a razelor cosmice cu energii extrem de mari, este încă necunoscută. Particule cu energii de mii de miliarde de miliarde de miliarde (da, ați citit bine!) de electronVolt (eV – 1 eV este energia cinetică captată de un electron accelerat la o diferență de potențial de 1 V) au fost deja măsurate, chiar dacă nu sunt multe de acest gen. Nu se știa însă, până recent, de unde provin, deși se bănuia că ele ajung pe Terra din exteriorul galaxiei noastre. În 1991 a fost măsurată o particulă pe care cercetătorii au numit-o „Oh-My-God”, deoarece ea i-a uimit cu energia sa mult mai mare decât orice particulă pe care o accelerăm în acceleratoarele noastre de pe Pământ. Protonii de la Large Haldron Collider (LHC) de la Geneva, de exemplu, par niște melci față de razele cosmice cu energii extreme. Universul este deci cel mai puternic accelerator de particule.

Pentru a studia aceste raze cosmice cu energii extreme a fost construit un experiment în Argentina, numit Observatorul Pierre Auger. Acesta conține 1.600 de detectoare de particule distribuite într-o rețea hexagonală, pe o suprafață de 3.000 kilometri pătrați. Pe lângă aceste detectoare au fost instalate și telescoape capabile să vadă fluorescența generată în timpul nopții de trecerea prin atmosferă a particulelor de energii extreme. Cele 1.600 de detectoare măsoară particulele secundare rezultate din interacțiunile în atmosferă cu nucleele atomilor din razele cosmice primare. Dacă energia acestora este foarte mare pot rezulta multe particule secundare, cascada la care dau naștere extinzându-se pe suprafețe foarte mari la nivelul solului.

Din colaborarea Auger fac parte 18 institute de cercetare, reprezentate de 400 de cercetători care lucrează împreună atât la instalarea și menținerea detectoarelor și a telescoapelor cât și la analiza datelor.

Studiul razelor cosmice de energii extreme este însă foarte dificil, deoarece acestea sunt foarte rare: cam o particulă pe kilometru pătrat pe secol!

Cu toate acestea, după 12 ani de măsurători, cercetătorii colaborării Auger au reușit să rezolve parte din enigma acestor raze cosmice. Descoperirile lor au fost publicate într-un studiu detaliat în prestigioasa revistă Science.

Ținând cont de timpul de sosire al semnalelor la diversele detectoare de particule și folosind tehnici asemănătoare GPS-ului, oamenii de știință au reușit să determine direcția din care sosesc razele cosmice cu energii foarte mari. S-a constatat astfel că ele provin dintr-o direcție privilegiată, din afara galaxiei noastre. S-a reușit și localizarea acestei regiuni, însă sursa și procesele ce stau la baza generării acestor raze cosmice rămân un mister.

Studiul razelor cosmice ne va ajuta să înțelegem mai bine Universul, istoria și evoluția acestuia, dar și găurile negre, care ar putea accelera particule la energii foarte mari, precum cele măsurate de către colaborarea Auger.

 

RAZELE COSMICE
Razele cosmice sunt particule subatomice care călătoresc spre Pământ din adâncul spațiului cosmic. Sunt extrem de rare și au o putere extraordinară, având energii de până la 100 de milioane de ori mai mari decât ale particulelor obținute de cercetători la acceleratorul Large Hadron Collider, din cadrul CERN.
Radiația cosmică a fost descoperită în 1912 de fizicianul german Victor Hess care a obţinut premiul Nobel pentru fizică în 1936. Nu există o teorie care să explice originea şi producerea particulelor cosmice primare de energie foarte mare, precum şi interacțiile acestora în mediul interstelar.
S-a bănuit pentru un timp că exploziile de raze gamma – cele mai puternice explozii din Univers – ar fi sursa acestor raze cosmice cu energii extreme, însă datele obținute de la telescopul IceCube din Antarctica, ce a analizat informațiile a peste 300 de explozii de raze gamma produse în 2008 și 2009, au infirmat această teorie.
Sursele razelor cosmice cu energii colosale rămân așadar un mister.

LĂSAȚI UN MESAJ

Introduceti comentariul
Introdu numele

5 + five =