Utahin autiomaassa sijaitsevan kosmisen säteen observatorion rakentaminen on aloitettu, ja sen tulisi olla 10 kertaa herkempi kuin aiemmat instrumentit. ”Telescope Array” koostuu 564 pöytämuotoisesta ilmaisimesta, jotka mittaavat alaatomien hiukkasten suihkut, jotka putoavat Maan päälle kosmisten säteiden ollessa vuorovaikutuksessa ilmakehän kanssa. Se auttaa tutkijoita paljastamaan erittäin korkean energian kosmisten säteiden lähteen.
Rakentaminen kiihtyy 17 miljoonan dollarin kosmisten säteilyjen observatoriossa länteen Deltasta, Utahista, kiitos kahden Yhdysvaltain viraston: Bureau of Land Management antoi luvan ja National Science Foundation hyväksyi 2,4 miljoonan dollarin apurahan.
Teleskooppimatriisina tunnettu observatorio ”on kymmenen kertaa herkempi kuin aikaisemmat kokeet, ja toivomme, että sen avulla pystymme lopulta ratkaisemaan näiden maata pommittavien erittäin korkeaenergisten hiukkasten [kosmisten säteiden] alkuperän mysteerin, ”Sanoo Utahin yliopiston fysiikan professori ja fysiikan johtaja Pierre Sokolsky.
"Meillä on tehokkain kosminen säteenilmaisin pohjoisella pallonpuoliskolla", sanoo Charlie Jui (lausutaan Ray), Utahin yliopiston fysiikan professori.
Sokolsky kertoo, että uuden observatorion tulisi aloittaa koeajot loppuvuodesta 2007, aloittaa täysi toiminta loppukesästä 2007 ja suorittaa tutkimuksia jopa 10 vuoden ajan.
Toistaiseksi Telescope Array on rahoittanut 14,4 miljoonaa dollaria Japanin hallitukselta. Kolmivuotinen, 2,4 miljoonan dollarin apuraha, jonka myöntää National Science Foundation, antaa Utahin yliopiston fyysikoille mahdollisuuden siirtää laitteita uuteen laitteistoon ikääntyvältä High-Resolution Fly's Eye -kosmosäteen observatoriosta Yhdysvaltain armeijan Dugway Proving Ground -sivustolla.
Rakenteet ja tiet vievät vain 50 hehtaaria 400 neliö mailin koealueelta.
Kolmessa Utah-koulujen luottamusmaan sijaintipaikassa rakennuksissa on ”fluoresenssianturit”, jotka ovat peili- ja tallennusvälineitä, jotka vertaavat yötaivaaseen heikkojen ultraviolettivälytysten varalta, joita tapahtuu, kun saapuvat kosmiset säteet osuvat typpiatomiin, kaikkein runsaimpaan kaasuun. maan ilmakehässä. Jokainen kolmesta paikasta on noin 25 mailin päässä muista. Kolmen fluoresenssianturikohdan välissä sijaitseva ”keskuslaserlaitteisto” lähettää lasersäteitä taivaalle, kun peilit ja tallentimet on kalibroitava.
Observatorion toinen pääkomponentti on 564 pöytämuotoista tuikeilmaisinta, jotka ovat noin 3 jalkaa korkeita ja 6 x 10 jalkaa leveitä. Laitteet mittaavat "ilmaiskua", joka on subatomisten hiukkasten kaskaa, jotka putoavat maan päälle kosmisten säteiden ollessa typpeä ilmakehässä.
Tuikeilmaisimet levitetään ruudukkoon 18 mailin - 22 mailin alueelle Deltaa länteen. Maanhallintaviraston ”tieoikeuden myöntäminen / väliaikainen käyttölupa” antaa tutkijoille mahdollisuuden rakentaa keskuslaserlaitteisto ja asentaa 460 tuikeilmaisimia BLM-maahan, joka kattaa 80 prosenttia observatorion alueesta. Lupa muiden 104 tuikeilmaisimen asentamiseen on jo saatu Utahin osavaltiolta ja yksityisiltä maanomistajilta. He omistavat loput 20 prosenttia levittämispaikasta.
Tutkijat tekevät yhteistyötä "Duking it Out" -sovelluksen sijasta
Uusi kosmisen säteen observatorio pyrkii vastaamaan yhteen fysiikan hämmentävimpiin mysteereihin: Mikä on erittäin korkean energian kosmisten säteiden lähde, jotka ovat subatomisia hiukkasia, jotka huutavat maan ilmakehään uskomattoman energialla?
Kosmiset säteet ovat kemiallisten elementtien, lähinnä vedyn ja heliumin, atomin ytimiä - atomit, joista on poistettu elektronit -. Ilmapiiri estää heitä lyömästä maapalloa, ja vaikka pystyisivätkin, ne vetoavat ihmisen läpi huomaamatta. Mutta jos yksittäinen erittäin korkean energian kosminen säde voisi lyödä päätäsi, se tuntuisi nopeasti nousevalta baseballilta.
Jotkut kosmiset säteet ovat peräisin tähtiä, jotka räjähtävät supernovoina. Mutta erittäin korkean energian kosmiset säteet ovat tehokkaampia ja ilmeisesti tulevat maailmankaikkeuden kaukaisista ulottuvista alueista. Sokolsky epäilee niiden olevan peräisin "aktiivisista galaktisista ytimistä", jotka ovat supermassiivisia mustia aukkoja, jotka muodostuvat, kun noin miljardi romahtunutta tähteä tähtää galaksien keskuksiin. Muita mahdollisia lähteitä ovat törmäävät galaksit, meluisat radioaallot säteilevät galaksit, eksoottiset lähteet, kuten teorisoidut kosmiset jouset ja massiivisten hiukkasten rappeutuminen, joka on jäänyt "isosta bangista" tutkijoiden mukaan luonut maailmankaikkeuden noin 13 miljardia vuotta sitten.
Teleskooppijärjestelmä yhdistää kaksi tekniikkaa, jotka ovat laskeneet hämmästyttävän monta maata saavuttavien erittäin korkeaenergisten kosmisten säteiden määrää. Japanin AGASA: n kosmisen säteen observatorio on havainnut niistä kymmenen kertaa enemmän kuin High-Resolution Fly's Eye. Sokolsky kertoo, että AGASA: n mittaaman suuren määrän mukaan lähde on suhteellisen lähellä maailmankaikkeutta, mutta ei ole tunnettuja tähtitieteellisiä esineitä, jotka voisivat olla lähteenä.
Joten teleskooppijärjestelmä sisältää fluoresenssianturit, kuten High-Resolution Fly's Eye -silmässä, ja tuikeilmaisimet, kuten AGASAssa.
"Tämä koe on ainutlaatuinen siinä mielessä, että se on kahden alun perin kilpailevan tiederyhmän liitto: japanilaisen ryhmän ja amerikkalaisen ryhmän, jotka suorittivat kaksi erillistä koetta vuosikymmenen ajan ja tuottivat keskenään ristiriidassa olevia tuloksia", Sokolsky sanoo. "Tällaisten tieteellisten pyrkimysten historiassa on varmasti epätavallista, että sen sijaan, että he ikuistaisivat sen ikuisesti, he päättivät yhdistää voimansa ja rakentaa kokeilun yhdessä erimielisyyksien ratkaisemiseksi."
Korkean resoluution lentosilmä ja AGASA ovat saavuttaneet käyttöiänsä loppuun - tarvitaan tehokkaampia instrumentteja - ja Korkean resoluution lentosilmän toiminta tuli vaikeaksi 11. syyskuuta 2001, New Yorkiin kohdistuneiden terrori-iskujen jälkeen. ja Washington. Dugway suorittaa tutkimusta kemiallisten ja biologisten aseiden torjunnasta, ja tiukemmat rajoitukset estävät yliopiston ulkomaiset jatko-opiskelijat vierailemasta sivustolla.
BLM: Tutki villieläimiä, asenna joitain laitteita Copterilla
Lupaa myöntäessään BLM vaati Utahin yliopistoa suorittamaan tutkimuksia ja suojella kulttuuriresursseja, uhanalaisia ja uhanalaisia kasveja sekä villieläimiä, kuten kit-kettuja, urhoisia pöllöjä ja raiskaajia, Sokolsky sanoo.
Observatorion rakentajat käyttävät helikoptereita - ei maastoajoneuvoja - tuulenilmaisimien asentamiseen, ja "olemme sitoutuneet ylläpitämään niitä joko jalka- tai hevoskärryllä" paikoissa, joihin ei ole tienkäyttöä, Sokolsky sanoo. Helikoptereita käytetään, jos ilmaisimen kanssa ilmenee suuri ongelma, mutta sen odotetaan olevan epätavallista. Tutkijoiden on myös otettava digitaalisia valokuvia vieraillessaan ilmaisinalueella ja tarkkailtava mahdollisia muutoksia ajan myötä.
Tässä on kaukoputken taulukon eri komponenttien tila:
* Observatorion rakentaminen aloitettiin elokuussa 2004 ensimmäisessä kolmesta fluoresenssianturikohdasta, joka sijaitsi Black Rock Mesan huipulla noin 13 mailia lounaaseen Deltasta. Rakennus on valmis ja monet peilit on asennettu. Black Rock -fluoresenssianturi valmistuu tämän kesän loppuun mennessä.
* Toisen fluoresenssianturin rakentaminen aloitettiin joulukuussa 2005 Long Ridgessä, 30 mailia lounaaseen Deltasta. Rakennus valmistuu kesän loppuun mennessä ja peilit asennetaan ennen talvea.
* Toisin kuin Japanin rahastoilla rakennettavia Black Rock Mesan ja Long Ridge -ilmaisimia, Utahin yliopisto rakentaa kolmannen fluoresenssianturin käyttämällä National Science Foundation -apurahaa. Nimenä keskimmäinen rumpu, se sijaitsee 25 mailia luoteeseen Delta. Sivustojen valmistelun pitäisi alkaa elokuussa, ja yhden tai useamman rakennuksen peilien pitäminen on valmis joulukuussa, Sokolsky sanoo. Peilit ja muut varusteet on poistettava Dugwayn korkean resoluution perhonsilmästä, puhdistettava ja muunnettava Salt Lake Cityn varastossa ja kuljetettava sitten keski-rumpuun ensi kesään mennessä.
* Keskuslaserlaite - joka sijaitsee yhtä kaukana kolmesta fluoresenssianturista - rakennetaan elokuusta alkaen, ja sen pitäisi olla valmis noin kuukauden sisällä.
* Tuikeilmaisimien asennuksen BLM-maahan odotetaan alkavan heinäkuun lopulla tai elokuun alussa, kun virasto saa tulokset vaadituista villieläintutkimuksista, Sokolsky sanoo. Ensimmäiset 200 tuikeilmaisinta on jo rakennettu, ja niitä säilytetään Delta-kentällä, ja ne näyttävät ”kuin jättiläinen kenttä, joka on täynnä sairaalavuoteita”, hän lisää. Ne kuljetetaan pysäköintialueille ja nostetaan helikopterilla paikalleen. Sokolsky kertoo, että loput 364 tuikeilmaisinta asennetaan joulukuuhun mennessä.
* Yliopisto on avannut Millard Countyn kosmisten säteiden keskuksen Deltassa, ja se käyttää 150 000 dollaria valtion ja yksityisillä varoilla rakennuksen ostamiseen ja varustamiseen. Tuikelaskurit kootaan sinne ja varastoidaan viereiseen, vuokrattavaan kenttään, mutta keskustaan kuuluu pääasiassa näyttelyitä yleisön kouluttamiseksi kosmisen säteilyn tutkimuksesta.
