국제 과학자 팀이 공간 이동을 시뮬레이션하는 컴퓨터 프로그램을 개발했습니다.
우주선이란 무엇입니까?
우주선은 그 성질상우주 공간에서 높은 에너지로 움직이는 소립자와 원자핵. 1차 우주선의 주요 발생원은 초신성(은하 우주선)과 태양의 폭발로 여겨지지만, 그 성질은 아직 완전히 이해되지 않았습니다.
은하계의 높은 에너지(최대 1016eV)과학자들은 초신성 폭발로 생성된 충격파에 대한 입자의 가속으로 우주선을 설명합니다. 그들은 거의 빛의 속도인 약 300,000km/s로 움직입니다.
발견 이력
우주선은 1912년 오스트리아인에 의해 발견되었습니다.물리학자 빅터 헤스(Victor Hess). 그는 비엔나에 있는 라듐 연구소의 직원이었으며 이온화된 가스에 대한 연구를 수행했습니다. 그러나 지금까지도 과학자들은 그 존재를 의심하고 있었습니다.
프랑스의 물리학자 샤를 오귀스탱 드 쿨롱(Charles Augustin de Coulomb)그는 검전기를 사용하여 전기의 본질을 연구하던 중, 전기 절연이 아무리 잘 되어 있어도 전하가 호일 시트에서 저절로 흘러나온다는 사실을 발견했습니다. William Crookes는 검전기의 공기압이 감소하면 이 과정의 속도가 감소한다는 사실을 나중에 발견했습니다. 그래서 과학자는 방전의 원인이 공기의 이온화라는 결론에 도달했습니다.
저자: 몽타주: 천체 입자 물리학을 위한 헬름홀츠 연합 / A.Chantelauze, 사진: Pierre Auger Observatory. 저작권: CC BY-NC 4.0
그러나 그 이유가 무엇인지는 그때까지 알려지지 않았다.물리학자들은 방사능 현상을 발견하지 못했습니다. 그런 다음 과학자들은 지구, 대기 또는 우주에서 발생하는 지구 배경 복사의 존재를 가정했습니다.
일련의 실험 끝에 Hess는 방사선의 근원이 하늘이라는 결론에 도달했습니다. 과학자는 이를 '고고도 방사선'이라고 불렀습니다.
20년 후, 헤스는 노벨상을 받았습니다.그의 연구는 새로운 과학 분야인 우주선 물리학 발전의 기초가 되었습니다. 그 이후로 과학자들은 연구에서 큰 진전을 이루었지만 여전히 몇 가지 질문에 대한 답이 남아 있습니다. 예를 들어, 우주선의 형성 속도와 과정에 대해.
우주선을 관측하기 어려운 이유는 무엇입니까?
우주선 발견 100주년연구자들은 그것이 어디서 왔는지 해독하려고 노력하기 전에. 문제는 지구에서 보면 육안으로는 '따로' 볼 수 없다는 점이다. 사람이 보는 거의 모든 곳에서 똑같이 밝게 빛납니다.
컬러 선은 우주선이 자기장에서 어떻게 편향되는지 보여줍니다.
흰색 직선은 대규모 자기장을 나타냅니다.
입자 경로(색상 선)는 여기에 표시되지 않은 소규모 자기장의 영향을 받습니다.
일러스트: 루카스 메르텐
햇빛이 산란되기 때문이다.지구의 대기와 하늘 전체에 고르게 퍼집니다. 우주선은 또한 행성으로 가는 도중에 흩어집니다. 이것은 자기장과 상호 작용하여 수행합니다. 우리가 지구 표면에서 볼 수 있는 것은 균일하게 조명된 이미지뿐입니다. 그러나 방사선의 근원은 아직 밝혀지지 않았습니다.
과학자들은 무엇을 했습니까?
문제를 해결하기 위해 과학자들은 특별한컴퓨터 프로그램 CRPropa(eng. Cosmic Ray Propagation Framework, cosmic ray propagation scheme). 이를 통해 과학자들은 입자 형성에서 지구 도착까지 입자의 궤적을 추적할 수 있습니다. 또한 이 데이터는 입자와 우주의 물질 및 광자장의 상호 작용을 완전히 설명하는 데 도움이 될 것입니다.
프로그램 모델뿐만 아니라우주선의 전파뿐만 아니라 상호 작용할 때 발생하는 중성미자와 감마선의 신호이기도 합니다. 우주선과 달리 이 메신저 입자는 근원에서 직접 관찰할 수 있습니다. 이것은 그들이 직접 경로로 지구로 날아 가기 때문입니다.
중성미자는 중립적이라는 것을 상기시켜 드리겠습니다.반정수 스핀을 갖는 기본 입자. 그들은 약하고 중력적인 상호작용에만 참여합니다. 이전에 Hi-Tech는 그것이 무엇인지, 자연에는 어떤 다른 상호 작용이 존재하는지에 대해 설명했습니다.
그들은 우주를 지원합니다 : 자연의 네 가지 주요 힘이 작동하는 방식
또한 과학자들은 이 소프트웨어를 사용하여 별 플레어 또는 활성 은하와 같은 먼 은하에서 오는 중성미자와 감마선의 신호를 예측할 계획입니다.
그녀는 어떻게 도움이 될까요?
개발 작성자는 다음과 같은 확신을 갖고 있습니다.그들의 소프트웨어는 "우주를 향한 새로운 창을 열어줍니다." 그것의 도움으로 물리학자들은 현재 이용 가능한 프로그램으로는 완전히 다룰 수 없는 새로운 에너지 범위를 탐구하고 있습니다.
그리고 가장 중요한 것은 이제 과학자들이우리 은하계에서 멀리 떨어진 별 무리까지 우주선의 움직임을 설명하고 데이터를 관측값과 비교하는 이론적인 모델입니다.
시뮬레이션 프로그램은 17에 의해 개발되었습니다.독일, 스페인, 네덜란드, 이탈리아, 크로아티아, 영국 및 오스트리아의 연구원. 이 프로젝트는 독일 연구 재단이 자금을 지원하는 공동 연구 센터의 틀 내에서 수행되었습니다.
과학자들은 CRPropa가 상당한 기여를 할 것이라고 확신합니다우주선이 어디서 오는지 이해하는 것. 새로운 이론적 계산은 물리학자들이 우주를 관찰하는 다양한 도구로부터 과학자들이 받는 다양한 데이터를 해석하는 데 도움이 될 것입니다.
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