ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΚΟ ΟΡΙΟ ΣΤΗΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΩΝ ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ ΤΩΝ ΚΟΣΜΙΚΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ.

Κοσμικές ακτίνες

(Από τη Βικιπαίδεια}

 

 

                       http://fafnir.phyast.pitt.edu/particles/cosmic_r.jpg

        Οι κοσμικές ακτίνες ή κοσμική ακτινοβολία είναι μία κατηγορία ακτινοβολίας που αποτελείται από σωματίδια υψηλών ενεργειών τα οποία παράγονται σε κάποιο μέρος του Σύμπαντος μακριά από τη Γη και προσκρούουν στην ατμόσφαιρα της Γης με ανιχνεύσιμα αποτελέσματα.
       Οι κοσμικές ακτίνες αποτελούνται κυρίως από ατομικούς πυρήνες, δηλαδή θετικά φορτισμένα ηλεκτρικώς σωματίδια, περίπου 87% πρωτόνια, 12% σωμάτια άλφα (πυρήνες ηλίου) και λίγους βαρύτερους πυρήνες (οι σχετικές περιεκτικότητες είναι συγκρίσιμες με τις ηλιακές). Ωστόσο, ένα μικρό ποσοστό των κοσμικών ακτίνων είναι ακτίνες γ (φωτόνια) πολύ υψηλών ενεργειών, ηλεκτρόνια και νετρίνα.
        Οι κινητικές ενέργειες των σωματίων των κοσμικών ακτίνων εκτείνονται σε 14 τάξεις μεγέθους, με τη ροή (αριθμός σωματίων ανά μονάδα επιφάνειας και χρόνου) στην περιοχή της Γης να είναι αντιστρόφως ανάλογη του κύβου της ενέργειάς τους. Η μεγάλη αυτή διαφορά στις ενέργειες υποδεικνύει τη μεγάλη ποικιλία των πηγών της κοσμικής ακτινοβολίας: Οι διαδικασίες παραγωγής εκτείνονται από αστρικά φαινόμενα μέχρι μυστηριώδεις διαδικασίες υψηλών ενεργειών στα βάθη του Σύμπαντος. Μία κοσμική ακτίνα (1 σωμάτιο) μπορεί να φθάσει σε ενέργεια τα10²⁰ eV (περίπου 50 Joules, η ενέργεια μιας μπάλας του τένις που κινείται με 151 km/h). Καμιά μηχανή (επιταχυντής) κατασκευασμένη από τον άνθρωπο στη Γη προς το παρόν δεν μπορεί να επιταχύνει κάποιο σωμάτιο σε τόσο υψηλές ενέργειες.

Η κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου

(Από τη Βικιπαίδεια}

          Στην πρώτη εικόνα βλέπουμε την σχηματοποιημένη καταγραφή δεδομένων από τον δορυφόρο WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) της NASA, ο οποίος μετρά προς διάφορες κατευθύνσεις την θερμοκρασία της θερμικής ακτινοβολίας που απελευθερώθηκε κατά την διάρκεια της μεγάλης έκρηξης που δημιούργησε το σύμπαν - γνωστής και ως κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου. Σκοπός του WMAP είναι να ανιχνεύσει μικροσκοπικές διαφορές στην ακτινοβολία υποβάθρου ούτως ώστε να μπορούν να ελεγχθούν τα διάφορα μοντέλα που περιγράφουν την εξέλιξη του σύμπαντος. Αν και η ακτινοβολία αυτή είναι διάχυτη και δεν αφορά (πλέον) κανένα συγκεκριμένο σώμα, το φάσμα της παρουσιάζει εκπληκτική συμφωνία με τον νόμο της ακτινοβολίας του μέλανος σώματος. Πρόκειται για την πιο τέλεια προσέγγιση που έχει καταγραφεί ποτέ.

1. Χαρτογράφηση της ανισσοτροπίας της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου από το δορυφόρο WMAP.


            Η δεύτερη εικόνα προέρχεται από προηγούμενη αποστολή με παρόμοιο σκοπό, από τον δορυφόρο COBE (Cosmic Background Explorer). Είναι γραφική παράσταση της έντασης της ακτινοβολίας ως προς των αριθμό των κυμάτων ανά εκατοστό. Η συμφωνία των πειραματικών μετρήσεων με την θεωρεία είναι τέτοια ώστε τα 34 σημεία που τοποθετήθηκαν για να σχηματίσουν την καμπύλη καλύφθηκαν ακριβώς από την καμπύλη που προβλέπει η θεωρεία, και τα διαστήματα λάθους ήταν τόσο μικρά που δεν ξεπερνούν το πάχος της γραμμής. Τα δεδομένα δείχνουν ότι το 99,97% της ακτινοβολίας υποβάθρου απελευθερώθηκε μέσα στον πρώτο χρόνο από την στιγμή της μεγάλης έκρηξης, και αντιστοιχούν στο φάσμα μελανού σώματος θερμοκρασίας 2,7°K.

2. Καμπύλη κατασκευασμένη με βάση τα δεδομένα από το φασματοσκόπιο FIRAS του δορυφόρου COBE.


  Στην εργασία που ακολουθεί, υπάρχει ένας υπολογισμός της "μέγιστης" ενέργειας των πρωτονίων των κοσμικών ακτίνων που καταφθάνουν στη Γη:

ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΚΟ ΦΡΑΓΜΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΤΩΝ ΠΡΩΤΟΝΙΩΝ ΤΩΝ ΚΟΣΜΙΚΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ.

             Δείτε επίσης:

Κoσμική ακτινοβολία: σωμάτια υψηλών ενεργειών από το Σύμπαν

Cosmic ray

Greisen–Zatsepin–Kuzmin limit

 

            Ενδιαφέρουσες Παρουσιάσεις:

 

Εισαγωγή στην Κοσμολογία II, Μιχάλης Κορατζίνος, CERN

Κοσμικά σωματίδια υψηλών ενεργειών, …μια εισαγωγή στην Αστρο-Σωματιδιακή Φυσική,Αναστάσιος Λιόλιος, Αστεροσκοπείο, Α.Π.Θ.

[PPT] 

Κοσμολογικό φράγμα ενέργειας κοσμικών ακτίνων  (Σουέιρο Μαρία-Χίλντα)

 

Interactions and Energy-Loss Processes

     (Πανεπιστήμιο Αδελαϊδας)

                      http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTGwWkz1vbVwK9YJ89yDOxAKtf- rJ_2byXxNmUlIVKaJFi_eNwu

ΝΕΟ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟ Ή ΝΕΑ ΔΥΝΑΜΗ;

          Τι είναι τελικά αυτό που " βρέθηκε " (;) στον επιταχυντή Tevatron στο Fermilab, σωματίδιο ή κάποια νέα μορφή δύναμης, πέρα από τις 4 γνωστές δυνάμεις (ηλεκτρομαγνητική, βαρυτική, ασθενή πυρηνική και ισχυρή πυρηνική δύναμη); Ή μήπως πρόκειται για "στατιστικό σφάλμα"; Γιατί αν αποκλεισθεί η περίπτωση του σφάλματος, τότε η "ανωμαλία" που παρατηρήθηκε στον (υπό συνταξιοδότηση) επιταχυντή ίσως αποτελεί τη σπουδαιότερη ανακάλυψη στη Φυσική Υψηλών Ενεργειών για τα πενήντα τελευταία χρόνια!

http://ed.fnal.gov/samplers/hsphys/activities/student/graphics/main_ring_tunnel.gif

                          http://www.quantumdiaries.org/wp-content/uploads/2010/03/tevatron.jpg

                       http://www.fnal.gov/pub/inquiring/matter/madeof/standardmodel.jpg

                  http://cms.web.cern.ch/cms/Resources/Website/Physics/SUSY/Susy_1.4.jpg

Για περισσότερα:

Νέο σωματίδιο ή νέα δύναμη της φύσης;
  
Δέος και σκεπτικισμός από τις παρατηρήσεις στο Fermilab

At Particle Lab, a Tantalizing Glimpse Has Physicists Holding Their Breaths

Invariant Mass Distribution of Jet Pairs Produced in Association with a W boson in ppbar Collisions at sqrt(s) = 1.96 TeV

Has the Tevatron Discovered New Physics?

Particle Discovery Has Physicists Abuzz

 

Επίσης δείτε την πολύ ωραία ανάρτηση για το θέμα στο blog:

Σελίδες Φυσικής

στη διεύθυνση:

Τι βρήκε το Fermilab; Νέο σωματίδιο ή μια νέα δύναμη;