Language
Country/Area
No result found
Тайна космических лучей: как они путешествуют в космосе?
В огромной Вселенной бесчисленные загадочные частицы бесшумно проходят через космос и достигают Земли. Эти частицы называются космическими лучами. Космические лучи — это частицы высокой энергии или скопления частиц, в основном состоящие из протонов или атомных ядер, которые движутся почти со скоростью света. Их источники находятся по всему Солнцу, за пределами нашей галактики и в галактиках за ее пределами. Среди них, когда космические лучи попадают в атмосферу Земли, они производят ряд вторичных частиц. Некоторые из этих частиц могут достигать поверхности, хотя большинство из них отклоняются магнитным полем Земли или гелиосферой, прежде чем попасть на землю.
Открытие космических лучей началось в 1912 году. Это достижение было достигнуто благодаря эксперименту на воздушном шаре Виктора Гесса, за который он получил Нобелевскую премию по физике в 1936 году.
Состав и свойства космических лучей
Около 99% первичных космических лучей представляют собой голые ядра, то есть не имеют электронной оболочки. В состав этих первичных космических лучей входят в основном протоны (около 90%), альфа-частицы ядер гелия (около 9%) и ядра других более тяжелых элементов (около 1%). После столкновения с атмосферой космические лучи могут быстро произвести большое количество вторичных частиц, таких как глюоны, мюоны и нейтрино. Содержание нейтронов в космических лучах, особенно на малых высотах, может достигать 40–80%. Стоит отметить, что мюоны могут проникать в атмосферу прямо к Земле, что делает их ионизационное воздействие на земную атмосферу важным ключом для учёных для отслеживания космических лучей.
Энергия космических лучей
Диапазон энергий космических лучей чрезвычайно широк, а энергия самых экстремальных космических лучей сверхвысоких энергий может достигать 3 × 10^20 эВ, что в 210 000 раз превышает энергию частиц, ускоренных Большим Адронный коллайдер. Эти космические лучи высокой энергии в основном исходят от активных ядер галактик и взрывов сверхновых, но распределение энергии большинства космических лучей составляет около 300 МэВ. Механизм образования этих энергий по-прежнему остается горячей темой в современных физических исследованиях.
История космических лучей
История космических лучей берет свое начало в начале 20 века, когда Генри Беккер открыл радиоактивные вещества. Измеряя скорость ионизации на разных высотах, ученые постепенно обнаружили, что скорость ионизации в атмосфере увеличивается с высотой, что способствовало открытию Гесса. В 1912 году он использовал воздушный шар, чтобы нести усовершенствованный измеритель ионизации для экспериментов, и обнаружил, что интенсивность излучения на больших высотах значительно выше, чем на земле. Это открытие полностью изменило представление людей о космических лучах и заложило основу для последующих исследований.
Источники космических лучей
Причина космических лучей до сих пор остается одним из направлений исследований ученых. Ранние гипотезы включали в качестве возможных источников сверхновые, активные ядра галактик, квазары и гамма-всплески. Понимание учёными этих источников значительно улучшилось за последние годы. В 2013 году исследования показали, что сверхновые являются важным источником космических лучей: каждый взрыв производит космические лучи, эквивалентные от 3 × 10 ^ 42 до 3 × 10 ^ 43 Джоулей. Однако истинное соотношение источников еще предстоит изучить и поэкспериментировать.
Типы космических лучей
В зависимости от происхождения космические лучи можно разделить на две основные категории: галактические космические лучи и сверхгалактические космические лучи. Большинство космических лучей существует в виде примитивных космических лучей — частиц, возникающих в основном в результате различных астрофизических процессов. После взаимодействия с атмосферой Земли образуются вторичные частицы, такие как фотоны, адроны и лептоны. Эти вторичные частицы служат ветвями космических лучей, еще больше обогащая структуру космических лучей.
Как космологические исследования способствуют нашему пониманию этих загадочных частиц?
