Acasă Pregătiri pentru iarnă Particule spațiale. Raze cosmice ale celor mai înalte energii. Raze cosmice lângă pământ

Pregătiri pentru iarnă

Particule spațiale. Raze cosmice ale celor mai înalte energii. Raze cosmice lângă pământ

Toată lumea are o atitudine diferită față de misterele nordului rusesc. Părerile celor cu minte religioasă diferă mai ales: pentru unii credincioși, acesta este un loc de legătură cu energia cosmosului, pentru alții, este sursa spiritualității rusești, iar pentru alții, este o adunare de vrăjitoare și diavoli.

Un lucru este sigur: există o mulțime de locuri anormale în Karelia și toate sunt pline de fapte semi-istorice, semi-mitice. L-am rugat pe directorul Muzeului Național Karelian, Mihail Leonidovici Goldenberg, care a dedicat câteva decenii studierii istoriei regiunii, să aleagă pe cele mai interesante.

Numarul 1. Muntele Vootovaara - magie de piatră

Cel mai înalt punct al Kareliei (417 metri), pe care, probabil, se concentrează tot misticismul regiunii.

Misterele locului:

De ce nici animalelor, nici păsărilor nu le plac muntele și de ce copacii au trunchiuri atât de răsucite, de parcă cineva, într-o criză de dansuri şamanice, le-a smuls din rădăcini şi le-a înfipt în pământ cu spatele?

Cum au apărut plăcile uriașe de piatră de formă geometrică regulată, ca și cum ar fi fost tăiate de un laser?

De ce avem nevoie de o scară de piatră cu 13 trepte care se desprind pe cer? Mai mult, cu astfel de coordonate mistice: 63 04.999 32 38.666.

Cum s-au format seidurile - bolovani uriași care stau pe pietre mai mici?

Poate că ultima ghicitoare este cheia tuturor celorlalte ciudatenii ale muntelui. Unii istorici cred că seidurile sunt opera saami (sau spiritele lor) - un trib antic cu șamani Noid. Până acum, se crede că sunt capabili să subordoneze grupuri de oameni domeniului lor. Cu toată seriozitatea - atât NKVD-ul, cât și Ahnenerbe au vânat noids.

Seids pe Vootovaara

Dar există pragmați care asigură că toate formațiunile de piatră au fost create de ghețar: el a fost cel care a „grămăduit” pietre mari pe cele mici, apoi gheața s-a topit, pietricelele mici s-au spălat și au rămas blocate. Și tăieturile clare din piatră sunt consecințele cutremurelor. Dar când vezi toate acestea în direct, este dificil să ai o viziune pragmatică asupra lucrurilor. Ezoteriştii o numesc pe Votoovaara un acumulator de energie şi un punct de „acupunctură” al planetei, unde poţi primi informaţii din cosmos.

Absolut uniform tăiat din pietre

Cum ajungi la Vootavaara?

Cu trenul: de la Sankt Petersburg sau Petrozavodsk până la gară. Gimoly este satul cel mai apropiat de munte. Mai departe pe jos sau cu transportul, după acord cu localnicii - 15-18 km.

Cu mașina: din Sankt Petersburg sunt 2 drumuri - la stanga de Ladoga (mai aproape si mai pitoreasca) si la dreapta (drumul este putin mai bun). În orice caz, pregătiți-vă de necesitatea părăsirii mașinii, pentru că după 5 km de Gimola, când drumul principal merge la stânga, și trebuie să mergeți direct spre munte, va începe un drum de pământ insuportabil.

№2. Insula Kizhi - Creștinism sau păgânism?

Cine nu-și amintește de la școală legenda unei biserici de lemn fără un singur cui? Kizhi a devenit semnul distinctiv al Nordului Rusiei, protejat de UNESCO, și primește câteva sute de mii de pelerini pe an. Dar istoria insulei nu se limitează la creștinism; conform unor descoperiri arheologice, este evident că locul era sacru pentru vechii păgâni.

Vedere la curtea bisericii Kizhi

Misterele locului:

Biserica Schimbării la Față, ridicată în 1714 de un meșter necunoscut, încă cu cuie. Misticii susțin că acest loc a fost un templu antic păgân.

curtea bisericii Kizhi celebru din nou pentru zvonurile neconfirmate, dar persistente despre OZN-uri și distorsiunile spațiu-timp de pe locul cimitirului Old Believer.

Biserica Învierii lui Lazăr- Conform legendei, a fost construit de călugărul Lazăr din Murom deja la începutul secolului al XIV-lea. Oamenii credeau că biserica este „miraculoasă”, înainte de revoluție, aici erau trase șiruri de pelerini. Dar pe vremea bolșevicilor, clădirea a fost ruinată și abandonată, restaurarea a început abia în 1954. Acum, biserica face parte din expoziția rusă Zaonezhie.

Biserica Învierii lui Lazăr

Într-un cuvânt, ezoteriștii de toate neamurile consideră insula un loc de radiații geoactive intense, în termeni simpli - un loc de forță eroică, unde se împletesc lumile superioare ale spiritelor, ale oamenilor și lumea demonilor.

Pescărușii m-au atacat pe Kizhi, când vânam o lovitură frumoasă, în centrul căreia era un cuib.

Dar păsările trebuie să fi crezut că cuibul era pe capul meu.

Cum să ajungi pe Insula Kizhi:

Dacă aveți timp de pierdut, dar nu aveți bani, atunci puteți lua un autobuz de la Petrozavodsk până în satul Velkaya Guba (aproximativ 250 km de-a lungul autostrăzii), de acolo este doar 1 km până la insulă, găsim localnici și suntem de acord pe o barcă.

Cel mai rapid și mai confortabil mod: transferul cu apă de la Petrozovodsk, compania rusă de Nord îl duce acolo în două moduri:

Relativ ieftin și rapid pe nava Meteor sau Comet durează 1,15 minute;
Mai scump, dar destul de regal pe nava "Meridian" întreagă mini-croazieră timp de 3,30 minute pe sens

Nr. 3. Labirinturi - o spirală către o altă lume

O altă ghicitoare sunt simbolurile de piatră în formă de spirală, labirinturi cu un diametru de până la 30 de metri.

Există o singură întrebare: care a fost scopul oamenilor din vechime să plieze pavajul în forme atât de bizare?

Labirint de pe insula Oleshin (arhipelagul Kuzova, Marea Albă).

Există două versiuni populare:

Magie industrială. Toate labirinturile sunt situate în zone de pescuit și sunt legate de coastă și insule. Poate așa au marcat locurile de pescuit? Sau este o schemă de navigație maritimă globală?

Cultul morților. Poate că labirinturile simbolizează trecerea dificilă și sinuoasă de la viață la moarte? Sau este un recipient pentru sufletele morților? O cale confuză, astfel încât spiritele nu se pot întoarce în lumea celor vii. Dar nu toate labirinturile sunt însoțite de înmormântări...

Unii cercetători cred că imaginea spiralei este un cod de cunoaștere care a fost transmis din generație în generație, de la oameni la oameni, indiferent de diferențele culturale și religioase.

Cum să ajungi la labirinturile din Karelia?

Două labirinturi sunt situate pe arhipelagul Kuzova, Insula Oleshin, Marea Albă. La ele se poate ajunge cu transportul pe apă din Kem - 30 km. Apropo, pe lângă labirinturile de pe arhipelag, există încă o mulțime de obiecte misterioase.

Arhipelag corporal

Nu există o comunicare regulată cu insulele arhipelagului, acestea sunt nelocuite, așa că puteți ajunge la Kuzovy fie cu o excursie, fie cu un sălbatic, după ce ați convenit cu transportatorii din satul Raboceozersk. Vă rugăm să rețineți că Kuzova este o zonă naturală special protejată, iar campingul este posibil doar pe trei insule: Kuzov german, Kuzov rus și Chernetsky.

Al treilea labirint este situat lângă peninsula Krasnaya Luda, în partea de nord a golfului Chupinsky. Dar, conform acestor coordonate, Google nu dă nimic, este necesar să se stabilească o rută către așezarea de lucru Keret, labirintul este la 20 km spre nord.

№4. Petroglife Onega - nordul Kama Sutra

Există petroglife (picturi rupestre antice) în multe locuri: de la Norvegia umedă până la Etiopia arzătoare. În cele mai multe cazuri, nu există misticism în ele, oamenii antici transmiteau informații cu desene: cum să vânezi, să construiești, să colectezi ierburi. Dar cu petroglifele Karelian, totul nu este atât de simplu, majoritatea desenelor nu au fost încă dezlegate. Deosebit de interesante sunt motivele erotice din petroglifele Onega, create acum aproximativ 6.500 de ani.

Petroglifa de la Capul Besov nr.

Misterele locului:

Care este scopul desenelor? Nu există nicio încărcătură de informații ca atare, poate un indiciu pentru cele mai bune ipostaze sau primele ilustrații care să vă aprindă imaginația?

De ce au fost reprezentați bărbații individuali cu un falus uriaș, un picior uriaș și o mână uriașă? O expresie a superiorității?

De ce în locuri diferite toate femeile sunt înfățișate în același mod: cu brațele ridicate și picioarele în formă de roată. Procesul de eliminare a bazaltului a durat o mie de ani, au fost de acord? -Scenele erotice sunt descrise în 7 locuri, de ce exact acolo? Un fel de semn „un loc pentru..” din cauza energiei speciale?

Oricare ar fi versiunile, trebuie să ne înțelegem cu ideea că nu vom putea niciodată să dezvăluim unele dintre petroglife. Deși este foarte interesant să te gândești la asta.

raze cosmice

Spectrul energetic diferențial al razelor cosmice are caracter de lege de putere (pe o scară dublu logaritmică - o linie dreaptă înclinată) (energii minime - zonă galbenă, modulație solară, energii medii - zonă albastră, GCR, energii maxime - zonă violet, extragalactic). CR)

Raze cosmice- particulele elementare și nucleele atomilor care se deplasează cu energii mari în spațiul cosmic.

Informatii de baza

Fizica razelor cosmice considerat a fi parte fizica energiei înalteȘi Fizica particulelor.

Fizica razelor cosmice studii:

procese care conduc la apariția și accelerarea razelor cosmice;
particule de raze cosmice, natura și proprietățile lor;
fenomene cauzate de particulele razelor cosmice în spațiul cosmic, atmosfera Pământului și planetelor.

Studiul fluxurilor de particule cosmice încărcate cu energie înaltă și neutre care cad la limita atmosferei Pământului este cea mai importantă problemă experimentală.

Clasificare în funcție de originea razelor cosmice:

în afara galaxiei noastre
în galaxie
in soare
în spațiul interplanetar

Primar numite raze extragalactice și galactice. Secundar Se obișnuiește să se numească fluxuri de particule care trec și se transformă în atmosfera Pământului.

Razele cosmice sunt o componentă a radiațiilor naturale (radiația de fundal) de pe suprafața Pământului și în atmosferă.

Înainte de dezvoltarea tehnologiei acceleratoarelor, razele cosmice au servit ca singura sursă de particule elementare de înaltă energie. Astfel, pozitronul și muonul au fost găsite pentru prima dată în razele cosmice.

În ceea ce privește numărul de particule, razele cosmice sunt 90% protoni, 7% nuclee de heliu, aproximativ 1% elemente mai grele și aproximativ 1% electroni. Când se studiază sursele de raze cosmice din afara sistemului solar, componenta proton-nucleară este detectată în principal prin fluxul de raze gamma pe care îl creează prin orbita telescoapelor cu raze gamma, iar componenta electronică este detectată de radiația sincrotron generată de aceasta, care cade pe domeniul radio (în special, pe undele metrice - la radiația în câmpul magnetic al mediului interstelar), și în câmpurile magnetice puternice în regiunea sursei de raze cosmice - și la intervale de frecvență mai înalte. Prin urmare, componenta electronică poate fi detectată și de instrumente astronomice de la sol.

În mod tradițional, particulele observate în CR sunt împărțite în următoarele grupe: L, M, H, VH (respectiv, ușoare, medii, grele și supergrele). O caracteristică a compoziției chimice a radiațiilor cosmice primare este conținutul anormal de mare (de câteva mii de ori) al nucleelor grupului L (litiu, beriliu, bor) în comparație cu compoziția stelelor și a gazului interstelar. Acest fenomen se explică prin faptul că particulele CR sub influența câmpului magnetic galactic rătăcesc aleatoriu în spațiu timp de aproximativ 7 milioane de ani înainte de a ajunge pe Pământ. În acest timp, nucleele grupului VH pot interacționa inelastic cu protonii gazului interstelar și se pot sparge în fracții mai ușoare. Această ipoteză este confirmată de faptul că CR au un grad foarte ridicat de izotropie.

Istoria fizicii razelor cosmice

Pentru prima dată, o indicație a posibilității existenței radiațiilor ionizante de origine extraterestră a fost obținută la începutul secolului al XX-lea în experimente privind studiul conductivității gazelor. Curentul electric spontan observat în gaz nu a putut fi explicat prin ionizarea rezultată din radioactivitatea naturală a Pământului. Radiația observată s-a dovedit a fi atât de pătrunzătoare încât în camerele de ionizare, ecranate de straturi groase de plumb, s-a observat încă un curent rezidual. În 1911-1912, au fost efectuate o serie de experimente cu camere de ionizare pe baloane. Hess a descoperit că radiația crește odată cu înălțimea, în timp ce ionizarea cauzată de radioactivitatea Pământului ar trebui să scadă odată cu înălțimea. În experimentele lui Kolcherster, s-a dovedit că această radiație este direcționată de sus în jos.

În anii 1921-1925, fizicianul american Milliken, studiind absorbția radiațiilor cosmice în atmosfera Pământului în funcție de înălțimea de observație, a constatat că în plumb această radiație este absorbită în același mod ca și radiația gamma a nucleelor. Millikan a fost primul care a numit această radiație raze cosmice. În 1925, fizicienii sovietici L. A. Tuvim și L. V. Mysovsky au măsurat absorbția radiației cosmice în apă: s-a dovedit că această radiație a fost absorbită de zece ori mai slab decât radiația gamma a nucleelor. Mysovsky și Tuwim au descoperit, de asemenea, că intensitatea radiației depinde de presiunea barometrică - au descoperit „efectul barometric”. Experimentele lui D. V. Skobeltsyn cu o cameră cu nori plasată într-un câmp magnetic constant au făcut posibilă „vederea”, datorită ionizării, a urmelor (urmelor) de particule cosmice. DV Skobeltsyn a descoperit ploaie de particule cosmice. Experimentele cu raze cosmice au făcut posibilă realizarea unui număr de descoperiri fundamentale pentru fizica microlumilor.

razele cosmice solare

Razele cosmice solare (SCR) sunt particule încărcate energetic - electroni, protoni și nuclei - injectate de Soare în spațiul interplanetar. Energia SCR variază de la câțiva keV la câțiva GeV. În partea inferioară a acestui interval, SCR-urile se învecinează cu protonii fluxurilor de vânt solar de mare viteză. Particulele SCR apar din cauza erupțiilor solare.

Raze cosmice de ultra-înaltă energie

Energia unor particule depășește limita Greisen-Zatsepin-Kuzmin - limita teoretică de energie pentru razele cosmice este 6·10 19 eV. Câteva zeci de astfel de particule au fost înregistrate de observatorul AGASA pe an. (Engleză) Rusă . Aceste observații nu au încă o explicație științifică suficient de fundamentată.

Înregistrarea razelor cosmice

Multă vreme după descoperirea razelor cosmice, metodele de înregistrare a acestora nu au fost diferite de metodele de înregistrare a particulelor în acceleratoare, cel mai adesea - contoare de descărcare de gaze sau emulsii fotografice nucleare ridicate în stratosferă sau în spațiul cosmic. Dar această metodă nu permite observații sistematice ale particulelor de înaltă energie, deoarece acestea apar destul de rar, iar spațiul în care un astfel de contor poate face observații este limitat de dimensiunea sa.

Observatoarele moderne lucrează pe alte principii. Atunci când o particulă de mare energie intră în atmosferă, ea interacționează cu atomii de aer pentru primele 100 g/cm², dă naștere unui întreg val de particule, în principal pioni și muoni, care la rândul lor dau naștere la alte particule și așa mai departe. Se formează un con de particule care se numește duș. Astfel de particule se mișcă cu o viteză care depășește viteza luminii în aer, datorită căreia există o strălucire Cherenkov, înregistrată de telescoape. Această tehnică vă permite să monitorizați zone ale cerului cu o suprafață de sute de kilometri pătrați.

Semnificație pentru călătoriile în spațiu

Astronauții ISS, când închid ochii, văd fulgere de lumină nu mai mult de o dată la fiecare 3 minute, poate că acest fenomen este asociat cu impactul particulelor de mare energie care intră în retina ochiului. Cu toate acestea, acest lucru nu a fost confirmat experimental; este posibil ca acest efect să aibă o bază exclusiv psihologică.

Expunerea prelungită la radiațiile cosmice poate avea un impact foarte negativ asupra sănătății umane. Pentru extinderea în continuare a omenirii pe alte planete ale sistemului solar, este necesar să se dezvolte o protecție fiabilă împotriva unor astfel de pericole - oamenii de știință din Rusia și SUA caută deja modalități de a rezolva această problemă.

Vezi si

Note

Literatură

S. V. Murzin. Introducere în fizica razelor cosmice. Moscova, M.: Atomizdat, 1979.
Model al spațiului cosmic - M.: Editura Universității de Stat din Moscova, în 3 volume.
A. D. Filonenko Metodă radioastronomică pentru măsurarea fluxurilor de particule cosmice cu energie ultraînaltă (rusă) // UFN. - 2012. - T. 182. - S. 793-827.

Legături

Proiect științific și educațional deschis privind studiul razelor cosmice

mediu interstelar
Componente	Gaz interstelar Praf interstelar Nor interstelar raze cosmice· Un câmp magnetic
nebuloase	Nebuloasă difuză (luminoasă) Nebuloasă întunecată Nebuloasă de emisie Nebuloasă de reflexie Rămășiță de supernovă Nebuloasă planetară Nebuloasă protoplanetară
Regiunile de formare a stelelor	Nor molecular Globul Regiunea H II
Formațiuni circumstelare	Disc de acreție Disc protoplanetar Fluxuri polare cu jet Obiect Herbig-Haro
Radiația	Vânt stelar CMB

Fundația Wikimedia. 2010 .

Raze cosmice - fluxuri de particule cu încărcare rapidă - protoni, electroni, nuclee ale diferitelor elemente chimice, care zboară în diferite direcții în spațiul cosmic cu o viteză de peste 100.000 km/s. Intrând în atmosfera pământului, particulele de raze cosmice se ciocnesc în ea cu nucleele atomilor de azot și oxigen și le distrug. Ca rezultat, apar fluxuri de noi particule elementare. Astfel de particule născute în atmosferă sunt numite raze cosmice secundare. Razele cosmice secundare sunt înregistrate prin dispozitive speciale - contoare de particule ionizante sau cu ajutorul unor emulsii fotografice nucleare speciale. Razele cosmice primare practic nu ajung pe Pământ și doar o mică cantitate din ele este înregistrată în munți. Studiile acestor particule sunt efectuate în principal în afara atmosferei pământului, folosind tehnologia spațială modernă.

Masa principală de raze cosmice care vin pe Pământ are o energie mai mare de eV (1 eV este egal cu J). Pentru comparație, subliniem că în interiorul Soarelui, unde materia este încălzită la o temperatură de 15.000.000 K, energia medie a particulelor de plasmă este doar puțin mai mare de 103 eV, adică este de multe ori mai mică decât cea a particulelor cosmice. razele.

În fiecare secundă, razele cosmice pătrund literalmente în fiecare centimetru pătrat de spațiu interplanetar și interstelar. O zonă cu o suprafață de 1 m2 este lovită în medie de aproximativ 10.000 de particule pe secundă. Practic, acestea sunt particule cu energii relativ scăzute. Cu cât energia particulelor cosmice este mai mare, cu atât apar mai rar. Astfel, particulele cu o energie foarte mare, depășind eV, cad pe o suprafață de 1 m2 în medie o dată pe an.

Particulele cu energii fantastice în eV sunt extrem de rare. De unde au reușit să obțină atât de multă energie rămâne necunoscut.

Peste 90% din razele cosmice primare ale tuturor energiilor sunt protoni, aproximativ 7% sunt particule -(nucleele atomilor de heliu), aproximativ 2% sunt nucleele atomilor mai grei decât heliul și aproximativ 1% sunt electroni.

Prin natura lor, razele cosmice sunt împărțite în solare și galactice.

Razele cosmice solare au o energie relativ scăzută și se formează în principal în timpul erupțiilor solare (vezi Activitatea solară). Particulele acestor raze cosmice sunt accelerate în cromosferă și coroana Soarelui. Fluxurile de raze cosmice solare după erupții solare deosebit de puternice pot reprezenta un pericol grav de radiații pentru astronauți.

Razele cosmice primare care provin din afara sistemului solar se numesc galactice. Ei se deplasează în spațiul interstelar de-a lungul unor traiectorii destul de complicate, schimbându-și în mod constant direcția de zbor sub influența unui câmp magnetic care există între stelele galaxiei noastre.

Desen (vezi originalul)

Electronii care alcătuiesc razele cosmice sunt decelerati treptat într-un câmp magnetic, pierzând energie pentru a emite unde radio. O astfel de radiație se numește radiație sincrotron. Este înregistrată de radiotelescoape. Prin observarea acestuia, este posibil să se identifice zonele cu concentrație crescută a razelor cosmice. S-a dovedit că razele cosmice sunt concentrate în principal în discul galaxiei noastre, cu o grosime de câteva mii de ani lumină (în apropierea planului Căii Lactee). Energia totală a tuturor razelor cosmice din acest strat este măsurată de o cifră gigantică - J.

Principala sursă de raze cosmice în spațiul interstelar este aparent exploziile supernovelor. Nu este o coincidență că rămășițele supernovei au radiații puternice de sincrotron. Stelele neutronice magnetizate care se rotesc rapid contribuie și ele. Ele sunt capabile să transmită energii mari particulelor încărcate. Surse foarte puternice de raze cosmice pot fi nuclee galactice active, precum și galaxii radio cu ejecțiile lor caracteristice de materie, însoțite de emisii radio foarte puternice.

După ce au primit energie mare, particulele de raze cosmice cutreieră galaxia timp de zeci de milioane de ani în diferite direcții înainte de a-și pierde energia în ciocniri cu atomii de gaz interstelar rarefiat.

Studiul razelor cosmice este una dintre cele mai fascinante ramuri ale astrofizicii. Observațiile razelor cosmice (înregistrarea directă a acestora, analiza radiației sincrotron sau a efectelor interacțiunii lor cu mediul) fac posibilă înțelegerea mai bună a mecanismelor de eliberare a energiei în diferite procese cosmice, pentru elucidarea proprietăților fizice ale mediului interstelar sub influența continuă a razelor cosmice. Observațiile sunt, de asemenea, importante pentru studierea fizicii acelor particule elementare care apar în timpul interacțiunii razelor cosmice cu materia. O contribuție semnificativă la această ramură a fizicii au fost cercetările efectuate cu ajutorul navelor spațiale, inclusiv cele lansate în anii '60. în URSS patru sateliți grei „Proton”.

orez. raze cosmice

Razele cosmice sunt un flux de particule încărcate care se mișcă în galaxie la viteze monstruoase. Acestea sunt în principal nucleele elementelor chimice obișnuite, aparent rezultate din exploziile supernovei, a căror mișcare de-a lungul rutelor galactice este reglată de câmpurile magnetice slabe care pătrund în Galaxia noastră. Razele cosmice sunt parte integrantă a mediului interstelar și conțin o proporție semnificativă din energia sa totală. Când urmărim căile razelor cosmice, înregistrându-le cu ajutorul unor emulsii fotografice speciale în strat gros, înregistrăm de fapt captarea unei particule care a ajuns până la noi din spațiul interstelar. Astăzi, razele cosmice sunt singurele particule cunoscute din afara sistemului solar cu care putem avea contact direct. Numai din acest motiv, ei merită un studiu atent.

Descoperirea razelor cosmice

Razele cosmice care au reușit să ajungă pe Pământ, trecând prin grosimea atmosferei, au fost afectate de câmpul magnetic al Pământului și de posibilele câmpuri interplanetare. Ei au experimentat și acțiunea vântului solar - un flux de particule aruncate în spațiu de atmosfera solară. Razele cosmice au fost înregistrate pentru prima dată în urmă cu aproximativ 60 de ani, datorită efectelor de ionizare pe care le provoacă în camerele de ionizare. Informațiile despre direcțiile în care vin razele cosmice pot fi obținute prin urmărirea impactului unei singure particule încărcate asupra unui lanț de camere de ionizare amplasate corespunzător. Oamenii de știință au descoperit că atmosfera Pământului afectează puternic toate particulele, cu excepția celor care au cea mai mare energie și că Pământul înregistrează fluxuri secundare de raze cosmice - „ploi de aer” - rezultate din interacțiunea particulelor cosmice de înaltă energie cu atomii din atmosfera superioară.

foto: Observatorul de raze gamma la sol VERITAS pentru înregistrarea radiațiilor cosmice

Cercetările științifice cuprinzătoare au făcut posibilă studierea proprietăților particulelor încărcate care alcătuiesc razele cosmice. Componentele lor cele mai comune au fost identificate cu ușurință: nucleele atomilor de hidrogen, protonii și nucleele atomilor de heliu, particulele alfa, formate din doi protoni și doi neutroni. Dar curând a devenit clar că erau prezente și nuclee de elemente mai grele, în special nucleele atomilor de fier cu număr atomic Z = 26. Nu cu mult timp în urmă, folosind metode moderne de „dezvoltare a urmelor”, a fost posibil să se urmărească căile particule din meteoriți, ceea ce a făcut posibilă detectarea elementelor din razele cosmice mai grele decât fierul. Cel mai greu nucleu descoperit în prezent este nucleul cu număr atomic Z = 106, adică nucleul transuraniu.

Influența câmpului magnetic al Pământului asupra particulelor încărcate din spațiu

Câmpul magnetic al Pământului afectează particulele de raze cosmice într-o asemenea măsură încât devine foarte dificil să se urmărească direcția inițială până la intrarea în magnetosfera Pământului a tuturor particulelor, cu excepția celor cu cele mai mari energii. În plus, interacțiunea particulelor de raze cosmice și a gazelor din atmosfera superioară creează efecte secundare sub formă de ploaie de particule ionizate. Câmpul magnetic al Pământului și atmosfera sa este un scut de încredere care ne protejează de razele cosmice! Sateliții artificiali sunt de mare ajutor în studiul razelor cosmice înainte ca acestea să intre în atmosfera Pământului și înainte ca acestea să fie afectate de câmpul magnetic al Pământului. O sarcină extrem de importantă pentru viitor este să efectueze cercetări asupra navelor spațiale în afara regiunii interioare a sistemului solar.

Natura radiațiilor cosmice

Oamenii de știință au descoperit că cea mai mare parte a razelor cosmice, și cu cele mai scăzute energii, este de origine solară, dar principala contribuție o au razele cosmice care provin din și au energii mari. Este posibil ca o anumită proporție de razele cosmice să fie mesageri din alte galaxii. Acum se crede că cea mai probabilă sursă de raze cosmice din Galaxie sunt exploziile de supernove.

foto: Explozia supernovei - o sursă de radiații galactice

După cum am observat, principalele componente ale razelor cosmice sunt protonii și particulele alfa. Ele sunt urmate de elemente cu numere atomice Z = 30 și mai sus, în special gruparea fierului. De asemenea, este interesant că electronii se găsesc și printre particulele razelor cosmice. Nu este ușor să separați electronii cosmici adevărați de electronii produși de vântul solar și de efectele secundare din atmosfera terestră. Observațiile de la sateliți artificiali în perioadele de activitate solară minimă fac posibilă obținerea celor mai bune date despre electronii liberi din spațiul interstelar și interplanetar. Rezultatele studiului razelor cosmice ne-au permis să învățăm o mulțime de lucruri noi și interesante despre distribuția relativă a elementelor chimice și prevalența lor în spațiul interstelar.

Ipoteza supernovei

În ultimii ani, experții în raze cosmice au discutat mult dacă razele cosmice își au originea în galaxia noastră sau în afara ei. În ansamblu, se pare că susținătorii originii galactice a razelor cosmice câștigă avantajul. Ipoteza înaintată de oamenii de știință sovietici V. L. Ginzburg și V. N. Syrovatsky și susținută de I. S. Shklovsky, conform căreia razele cosmice apar din exploziile stelelor supernove din Galaxia noastră, a atras cea mai mare atenție. În , există 2-3 explozii de supernove pe secol. Energia eliberată în fiecare astfel de explozie este colosală, iar faptul că rămășițele cunoscute de supernove, cum ar fi Nebuloasa Crabului, sunt surse de emisie radio sincrotron indică prezența câmpurilor magnetice la scară largă în jurul lor. Nucleele atomice ejectate în spațiu ca produse secundare ale exploziilor supernovei sunt accelerate de aceste câmpuri magnetice, făcând posibilă înțelegerea energiilor mari ale particulelor de raze cosmice.

Nu poate exista nicio îndoială că razele cosmice în cantități mari nu pot veni la noi din galaxii îndepărtate situate la distanțe de câteva miliarde de parsecs. Ipoteza supernovei oferă un aflux constant de particule cu aproximativ energia necesară. De aceea, pare destul de rezonabil să căutăm sursa razelor cosmice în cele mai grandioase fenomene care au loc în Galaxia noastră - exploziile de supernova.

YouTube enciclopedic

1 / 5

✪ Raze cosmice: ce este?

✪ NASA: studiază razele cosmice

✪ Raze cosmice de ultra-înaltă energie - Sergey Troitsky

✪ MISTERUL RAZELOR COSMICE

✪ Grozav în mic. Experimentul cu raze cosmice

Subtitrări

Informatii de baza

Fizica razelor cosmice considerat a fi parte fizica energiei înalteȘi Fizica particulelor.

Fizica razelor cosmice studii:

procese care conduc la apariția și accelerarea razelor cosmice;
particule de raze cosmice, natura și proprietățile lor;
fenomene cauzate de particulele razelor cosmice în spațiul cosmic, atmosfera Pământului și planetelor.

Studiul fluxurilor de particule cosmice încărcate cu energie înaltă și neutre care cad la limita atmosferei Pământului este cea mai importantă problemă experimentală.

Clasificare în funcție de originea razelor cosmice:

în afara galaxiei noastre
în galaxie
in soare
în spațiul interplanetar

Primar numite raze extragalactice și galactice. Secundar Se obișnuiește să se numească fluxuri de particule care trec și se transformă în atmosfera Pământului.

Razele cosmice sunt o componentă a radiațiilor naturale (radiația de fundal) de pe suprafața Pământului și în atmosferă.

Spectrul energetic al razelor cosmice constă din 43% din energia protonilor, încă 23% din energia heliului (particule alfa) și 34% din energia transportată de restul particulelor.

După numărul de particule, razele cosmice sunt 92% protoni, 6% nuclee de heliu, aproximativ 1% elemente mai grele și aproximativ 1% electroni. Când se studiază sursele de raze cosmice din afara sistemului solar, componenta proton-nucleară este detectată în principal prin fluxul de raze gamma pe care îl creează prin orbita telescoapelor cu raze gamma, iar componenta electronică este detectată de radiația sincrotron generată de aceasta, care cade pe domeniul radio (în special, pe undele metrice - la radiația în câmpul magnetic al mediului interstelar), și în câmpurile magnetice puternice în regiunea sursei de raze cosmice - și la intervale de frecvență mai înalte. Prin urmare, componenta electronică poate fi detectată și de instrumente astronomice de la sol.

În mod tradițional, particulele observate în CR sunt împărțite în următoarele grupuri: p (Z = 1) , α (Z = 2) , L (Z = 3 − 5) , M (Z = 6 − 9) , H (Z ⩾ 10) , VH (Z ⩾ 20) (\displaystyle p( Z=1),\alpha (Z=2),L(Z=3-5),M(Z=6-9),H(Z\geqslant 10),VH(Z\geqslant 20))(respectiv, protoni, particule alfa, ușoare, medii, grele și supergrele). O caracteristică a compoziției chimice a radiațiilor cosmice primare este conținutul anormal de mare (de câteva mii de ori) al nucleelor grupului L (litiu, beriliu, bor) în comparație cu compoziția stelelor și a gazului interstelar. Acest fenomen se explică prin faptul că mecanismul de generare a particulelor cosmice accelerează în primul rând nucleele grele, care, atunci când interacționează cu protonii mediului interstelar, se descompun în nuclee mai ușoare. Această ipoteză este confirmată de faptul că CR au un grad foarte ridicat de izotropie.

Istoria fizicii razelor cosmice

razele cosmice solare

Raze cosmice de ultra-înaltă energie

Energia unor particule depășește limita GZK (Greisen - Zatsepin - Kuzmin) - limita teoretică de energie pentru razele cosmice 5⋅10 19 eV, cauzată de interacțiunea lor cu fotonii radiației cosmice de fond cu microunde. Câteva zeci de astfel de particule au fost înregistrate de observatorul AGASA pe an. (Engleză) Rusă. Aceste observații nu au încă o explicație științifică suficient de fundamentată.

Înregistrarea razelor cosmice

Observatoarele moderne lucrează pe alte principii. Când o particulă de mare energie intră în atmosferă, ea interacționează cu atomii de aer din primii 100 g/cm² și creează o rafală de particule, în principal pioni și muoni, care la rândul lor creează alte particule și așa mai departe. Se formează un con de particule, care se numește duș. Astfel de particule se mișcă cu o viteză care depășește viteza luminii în aer, datorită căreia apare strălucirea Cherenkov, care este înregistrată de telescoape. Această tehnică vă permite să monitorizați zone ale cerului cu o suprafață de sute de kilometri pătrați.