Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay
Общество → Человек и общество

Звёздный Путь 2304

Открытая группа
29796 участников
Администратор Sunlight

Важные темы:

Модератор Mеломан
Модератор Звёздный Путь

Последние откомментированные темы:

20241202091338

←  Предыдущая тема Все темы Следующая тема →
ANDROMEDA
пишет:

Космические лучи - определение и значение

#

Космические лучи — это невидимые высокоэнергетические частицы, которые постоянно бомбардируют Землю со всех сторон.

Большинство космических лучей представляют собой протоны, движущиеся с чрезвычайно высокой скоростью, но они могут быть атомными ядрами любого известного элемента. Они входят в атмосферу Земли со скоростью 90% скорости света и более.

Космические лучи были открыты Виктором Францем Гессом, который заинтересовался загадочным излучением, которое ученые обнаружили в земле и в земной атмосфере. Это излучение могло изменить электрический заряд электроскопа, даже если он был помещен в герметичный контейнер.

В 1912 году Гесс совершил серию высотных полетов на воздушном шаре с электроскопом на борту. Он совершил десять полетов ночью и один во время солнечного затмения, просто чтобы убедиться, что Солнце не является источником радиации. Гесс обнаружил, что чем выше он поднимался, тем сильнее становилось излучение. Это открытие привело Гесса к выводу, что это излучение исходит из космоса. За свою работу по изучению космических лучей Гесс получил Нобелевскую премию по физике в 1936 году.

Космические лучи — это фрагменты атомов, которые падают на Землю дождем из-за пределов Солнечной системы.

Они летят со скоростью света, и их обвиняют в проблемах с электроникой спутников и других механизмов.

Обнаруженные в 1912 году, многие вещи о космических лучах остаются загадкой более века спустя.

Одним из ярких примеров является именно то, откуда они берутся.

Большинство ученых подозревают, что их происхождение связано со сверхновыми (звездными взрывами), но проблема заключается в том, что в течение многих лет происхождение космических лучей казалось одинаковым для обсерваторий, изучающих все небо.

Большой скачок вперед в науке о космических лучах произошел в 2017 году, когда обсерватория Пьера Оже (Pierre Auger), которая раскинулась на 3000 квадратных километров или 1160 квадратных миль на западе Аргентины, изучила траектории прибытия 30 000 космических частиц.

Он пришел к выводу, что существует разница в том, как часто приходят эти космические лучи, в зависимости от того, куда вы смотрите.

По словам исследователей, хотя их происхождение все еще туманно, знание того, где искать, является первым шагом в изучении того, откуда они взялись.

Хотя космические лучи были обнаружены только в 1900-х годах, ученые знали, что происходит что-то таинственное еще в 1780-х годах.

Именно тогда французский физик Шарль-Огюстен де Кулон (Charles-Augustin de Coulomb), наиболее известный тем, что в его честь была названа единица измерения электрического заряда, внезапно и таинственным образом обнаружил электрически заряженную сферу, которая больше не была заряжена.

В то время воздух считался изолятором, а не электрическим проводником.

Однако после дополнительной работы ученые обнаружили, что воздух может проводить электричество, если его молекулы заряжены или ионизированы.

Чаще всего это происходит, когда молекулы взаимодействуют с заряженными частицами или рентгеновскими лучами.

Но откуда взялись эти заряженные частицы, оставалось загадкой — даже попытки заблокировать заряд большим количеством свинца заканчивались ничем.

7 августа 1912 года физик Виктор Гесс (Victor Hess) поднял высотный воздушный шар на высоту 17 400 футов (5 300 метров).

Он обнаружил там в три раза больше ионизирующего излучения, чем на земле, а это означало, что излучение должно было исходить из космоса.

Но на отслеживание «историй происхождения» космических лучей ушло более века.

В 2013 году космический гамма-телескоп Ферми НАСА опубликовал результаты наблюдения двух остатков сверхновых в Млечном Пути: «IC 433» и «W44».

Среди продуктов этих звездных взрывов есть фотоны гамма-излучения, на которые (в отличие от космических лучей) не действуют магнитные поля.

Изученные гамма-лучи имели ту же энергетическую сигнатуру, что и субатомные частицы, называемые нейтральными пионами.

Пионы образуются, когда протоны застревают в магнитном поле внутри ударной волны сверхновой и сталкиваются друг с другом.

Другими словами, совпадающие энергетические сигнатуры показали, что протоны могут двигаться с достаточно высокими скоростями внутри сверхновых, чтобы создавать космические лучи.

Магнитное поле и атмосфера Земли защищают планету от 99,9% излучения из космоса.

Однако для людей, находящихся вне защиты магнитного поля Земли, серьезной опасностью становится космическое излучение.

Прибор на борту марсохода «Curiosity» во время его 253-дневного полета к Марсу показал, что доза радиации, полученная астронавтом даже в самом коротком полете от Земли до Марса туда и обратно, составит около 0,66 зиверта.

Это количество равносильно тому, чтобы проходить компьютерную томографию всего тела каждые пять или шесть дней.

Доза в 1 зиверт связана с 5,5-процентным увеличением риска смертельного рака.

Нормальная суточная доза радиации, получаемая среднестатистическим человеком, живущим на Земле, составляет 10 микрозивертов (0,00001 зиверта).

У Луны нет атмосферы и очень слабое магнитное поле.

Астронавты, живущие там, должны были бы обеспечить свою собственную защиту, например, похоронив свою среду обитания под землей.

Марс не имеет глобального магнитного поля.

Солнечные частицы уничтожили большую часть атмосферы Марса, что привело к очень плохой защите от радиации на поверхности.

Самое высокое давление воздуха на Марсе равно высоте 22 мили (35 километров) над поверхностью Земли.

На малых высотах атмосфера Марса обеспечивает несколько лучшую защиту от космической радиации.

В 2017 году НАСА провело некоторые модернизации своей Лаборатории космических излучений, расположенной в Брукхейвенской национальной лаборатории в Нью-Йорке, чтобы провести дополнительные исследования того, как космические лучи могут влиять на астронавтов во время длительных путешествий, в том числе на Марс.

Эти обновления позволяют исследователям легче изменять типы ионов и интенсивность энергии благодаря программному управлению.

Непосредственное наблюдение космических лучей возможно только над земной атмосферой.

А космические лучи высоких энергий настолько редки, что было бы невозможно иметь достаточно большой детектор, чтобы захватить значительное количество этих лучей для изучения.

Единственный реальный способ наблюдать космические лучи на поверхности земли — это запечатлеть «воздушные ливни», падающие на землю.

Эти ливни образуются, когда космические лучи сталкиваются с молекулами воздуха в атмосфере и создают вторичные частицы.

Эти частицы обычно падают на землю на большой площади, обычно на многих квадратных километрах.

Это объясняет, почему площадь детектора обсерватории Пьера Оже примерно в 30 раз превышает размер Парижа.

источник
Это интересно
+1

ANDROMEDA
14.04.2023
Пожаловаться Просмотров: 284  
Комментарии 0
←  Предыдущая тема Все темы Следующая тема →


Комментарии временно отключены