O echipă internațională de oameni de știință a dezvoltat un program de calculator care simulează transferul spațiului
Ce sunt razele cosmice?
Razele cosmice prin natura lor suntparticule elementare și nuclee atomice care se mișcă cu energii mari în spațiul cosmic. Principalele surse de raze cosmice primare sunt considerate a fi exploziile de supernove (razele cosmice galactice) și Soarele, dar natura lor nu este încă pe deplin înțeleasă.
Energii înalte (până la 1016 eV) ale galacticiiOamenii de știință explică razele cosmice prin accelerarea particulelor pe undele de șoc generate de exploziile supernovei. Se mișcă aproape cu viteza luminii, aproximativ 300.000 km/s.
Istoria descoperirilor
Razele cosmice au fost descoperite în 1912 de un austriacfizician Victor Hess. A fost angajat al Institutului Radium din Viena și a efectuat cercetări asupra gazelor ionizate. Cu toate acestea, chiar și până în acest moment, oamenii de știință bănuiau existența lor.
Fizicianul francez Charles Augustin de Coulomb,În timp ce explora natura electricității folosind un electroscop, el a descoperit că sarcina curge spontan din foile de folie chiar și cu cea mai bună izolație electrică. William Crookes a descoperit mai târziu că rata acestui proces scade atunci când presiunea aerului din electroscop scade. Așa că omul de știință a ajuns la concluzia că cauza descărcării a fost ionizarea aerului.
Autor: Montaj: Helmholtz Alliance for Astroparticle Physics / A.Chantelauze, Imagine: Pierre Auger Observatory. Copyright: CC BY-NC 4.0
Cu toate acestea, nu s-a cunoscut motivul său până cândfizicienii nu au descoperit fenomenul de radioactivitate. Apoi oamenii de știință au emis ipoteza existenței unei radiații globale de fond, a cărei sursă a fost fie Pământul, atmosfera, fie spațiul.
După o serie de experimente, Hess a ajuns la concluzia că sursa de radiații a fost cerul. Omul de știință a numit-o „radiația de mare altitudine”.
20 de ani mai târziu, Hess a primit Premiul Nobelpremiul, iar cercetările sale au servit drept fundament pentru dezvoltarea unui nou domeniu de știință – fizica razelor cosmice. De atunci, oamenii de știință au făcut progrese mari în cercetarea lor, dar unele întrebări rămân încă fără răspuns. De exemplu, despre viteza și procesul de formare a razelor cosmice.
De ce sunt greu de observat razele cosmice?
100 de ani de la descoperirea razelor cosmiceacum cercetătorii încearcă să descifreze de unde provin. Problema este că, atunci când sunt privite de pe Pământ, nu pot fi văzute „separat” cu ochiul liber. Ele sunt la fel de puternic luminate aproape oriunde se uită o persoană.
Liniile colorate arată modul în care razele cosmice sunt deviate în câmpurile magnetice.
Liniile drepte albe reprezintă câmpul magnetic la scară mare.
Căile particulelor (linii colorate) sunt afectate de câmpuri magnetice la scară mică, care nu sunt afișate aici.
Ilustrație: Lukas Merten
Acest lucru se datorează faptului că lumina soarelui se împrăștieatmosfera Pământului și se răspândesc uniform pe cer. Razele cosmice se împrăștie și în drumul lor către planetă. Face acest lucru interacționând cu câmpurile magnetice. Tot ceea ce putem vedea de pe suprafața Pământului este o imagine uniform luminată. Cu toate acestea, însăși originea radiației rămâne necunoscută.
Ce au făcut oamenii de știință?
Pentru a rezolva problema, oamenii de știință au creat un specialprogram de calculator CRPropa (ing. Cosmic Ray Propagation Framework, schema de propagare a razelor cosmice). Le permite oamenilor de știință să urmărească traiectoria particulelor de la formarea lor până la sosirea lor pe Pământ. În plus, datele vor ajuta la explicarea completă a interacțiunii particulelor cu câmpurile de materie și fotoni din univers.
Este de remarcat faptul că programul modelează nu numaipropagarea razelor cosmice, dar și semnăturile neutrinilor și razelor gamma care apar atunci când interacționează. Spre deosebire de razele cosmice, aceste particule mesager pot fi observate direct din sursele lor. Acest lucru se datorează faptului că zboară pe Pământ pe o cale directă.
Să vă reamintim că neutrinii sunt neutriparticule fundamentale cu spin semiîntreg. Ei participă doar la interacțiuni slabe și gravitaționale. Anterior, Hi-Tech a spus ce este și ce alte interacțiuni există în natură.
Acestea susțin universul: modul în care funcționează cele patru forțe principale ale naturii
În plus, oamenii de știință intenționează să folosească software-ul pentru a prezice astfel de semnături ale neutrinilor și razelor gamma din galaxii îndepărtate, cum ar fi erupțiile stelare sau galaxiile active.
Cum va ajuta ea?
Autorii dezvoltării sunt încrezători în —software-ul lor „deschide ferestre noi în Univers”. Cu ajutorul acestuia, fizicienii explorează noi game de energie care nu pot fi acoperite pe deplin folosind programele disponibile în prezent.
Și cel mai important, acum oamenii de știință se vor dezvoltaun model teoretic care descrie mișcarea razelor cosmice din galaxia noastră Calea Lactee către grupuri îndepărtate de stele și compară datele cu observațiile.
Programul de simulare a fost dezvoltat de 17cercetători din Germania, Spania, Olanda, Italia, Croația, Anglia și Austria. Proiectul a fost realizat în cadrul Centrului Comun de Cercetare, care este finanțat de Fundația Germană pentru Cercetare.
Oamenii de știință au încredere că CRPropa va aduce o contribuție semnificativăîn înțelegerea de unde provin razele cosmice. Noile calcule teoretice îi vor ajuta pe fizicieni să interpreteze varietatea de date pe care oamenii de știință le primesc de la diferite instrumente care observă cosmosul.
Citeste mai mult:
Priviți un fenomen care este pur și simplu imposibil pe Marte
Un satelit imens poate eclipsa toate stelele și planetele de pe cerul nopții
China spune că vor avea putere de fuziune în 6 ani