יום רביעי, 15 באוקטובר 2014

שימושית היא הלבנה

קרניים קוסמיות הן משהו שמאוד מסקרן אסטרופיזיקאים. מדובר בחלקיקים בעוצמה אדירה, שהמקורות שלהם לא לגמרי ברורים, ושלא ברור איך הם מקבלים מהירויות כל כך גדולות. ובתוך הקרניים הקוסמיות קיימת תת קבוצה, שנקראת UHECR (ראשי תיבות של Ultra High Energy Cosmic Rays, קרניים קוסמיות בעוצמה אולטרה גבוהה), שהמקור שלה כלל לא ידוע ועוצמות החלקיקים בה הן באמת פנטסטיות - עד פי עשרות מליונים מהעוצמה הגבוהה ביותר שאנחנו מסוגלים להאיץ אליה חלקיקים כיום במאיץ החלקיקים החזק ביותר שלנו!

חלקיקים בעוצמות כאלו כמעט בלתי אפשרי לגלות ישירות באמצעות הגלאים שיש לנו כיום. אם זה לא מספיק, החלקיקים ברובם מתנגשים בחלקיקים באטמוספירה ומתפרקים; אך זה דווקא הדבר שמאפשר לנו לגלות אותם. כאשר החלקיקים מתפרקים, הם מתפרקים לחלקיקים שהם עדיין בעלי עוצמה גבוהה, וממשיכים לנוע בכיוון דומה לזה של החלקיק המקורי, ולכן גם הם פוגעים בחלקיקים באטמוספירה ומתפרקים; בצורה שכזו נוצר "מפל חלקיקים" שבסופו של דבר מגיע לקרקע. מפלי חלקיקים שכאלה יכולים להיות רחבים מאוד בשלב שבו הם מגיעים לקרקע, ברוחב של כמה קילומטרים, אבל על ידי פיזור הרבה גלאים קטנים (מה שנקרא מערך גלאים) בטווח של כמה קילומטרים ניתן לגלות שמפל שכזה התרחש ולהסיק לאחור איזה חלקיק התחיל את השרשרת, ומה הייתה האנרגיה של אותו חלקיק.


הדמיה של מפלי חלקיקים מקרניים קוסמיות

אך UHECR הן די נדירות, והסיכוי שמפל חלקיקים יתרחש בדיוק מעל מערך הגלאים הוא קטן, ולכן מספר הגילויים כרגע הוא לא גבוה, כ15 לשנה. הקהילה המדעית בחיפוש מתמיד אחר שיטות נוספות לגלות UHECR, וכעת הוצעה שיטה כזו, שמתוכננת להשתמש במערך הקילומטר הרבוע (Square Kilometer Array; SKA) ובירח. הSKA הוא מערך טלסקופים שבשלבי תכנון כרגע, ושאמור להבנות ב2018-2020 (שמו מגיע מכך שכאשר תסתיים בנייתו, שטח הפנים של כל הטלסקופים הקטנים שבו אמור לעלות על קילומטר רבוע). מדובר באוסף של טלסקופי רדיו שימוקמו במקומות שונים על פני כדה"א שבהם זיהום הרדיו הוא נמוך (בעיקר באיזורים באפריקה ואוסטרליה, בהם כמעט ואין בני אדם שמשדרים את מרבית גלי הרדיו שמפריעים לקליטה), וביחד ישמשו כאנטנת רדיו ענקית (הגדולה ביותר שנבנתה אי פעם), מה שנותן לטלסקופ רגישות שלא נראתה כמוה - רגישות שאמורה להספיק כדי לגלות הבזקים קצרצרים וחלשים של קרינת רדיו שנפלטים כUHECR פוגעת במשטח הירח. מכיוון שלירח יש שטח פנים די גדול, זה אמור להגדיל משמעותית את הקצב שבו אנו מגלים UHECR, מכ15 בשנה כיום לכ150 בשנה, מה שיאפשר לנו ללמוד רבות על החלקיקים האנרגטיים האלו, ואולי אפילו להבין משהו על מקורם.

הדמיית אמן של האזור המרכזי של מערך הקילומטר הרבוע

2 comments:

  1. מכיר את הפרויקט הזה?

    http://spacecollege.org/makers/your-smartphone-can-become-a-cosmic-ray-detector.html

    לא בטוחה עד כמה זה קשור מעבר לרמה הכללית מאוד, אבל זה קונספט מגניב.

    השבמחק
  2. אכן, הופניתי לזה על ידי אהוד מימון (שאני מודה לו מאוד), ואני מקווה שבימים הקרובים אגיע לכתוב על זה.

    השבמחק