Μια μεγάλη διεθνής εκδήλωση στις πάμπας της Αργεντινής γιόρτασε, από τις 14 έως τις 16 Νοεμβρίου 2019, την 20ή επέτειο του Αστεροσκοπείο Pierre Auger Βρίσκεται στο Malargüe, περίπου 100 χιλιόμετρα (km) από τα βουνά των Άνδεων και περίπου 370 χιλιόμετρα νότια της πόλης Mendoza, το Auger, όπως μερικές φορές αποκαλείται, είναι το μεγαλύτερο παρατηρητήριο κοσμικών ακτίνων στον κόσμο, το οποίο λειτουργεί από μια διεθνή συνεργασία περισσότερων από 400 επιστημόνων από 17 χώρες, με τη συμμετοχή φυσικών, μηχανικών, τεχνικών και μεταπτυχιακών φοιτητών.
Δεκάδες Βραζιλιάνοι ερευνητές έχουν συμμετάσχει ενεργά στην έρευνα που διεξάγεται εκεί, από το σχεδιασμό του παρατηρητηρίου τη δεκαετία του 1990, μέχρι την κατασκευή, την ανάπτυξη των ανιχνευτών, τη λειτουργία και την ανάλυση των δεδομένων. Συνολικά, το FAPESP έχει ήδη χορηγήσει 32 επιχορηγήσεις και υποτροφίες για έργα που αναπτύχθηκαν στο Auger, και παρείχε κονδύλια για την κατασκευή μέρους των 1.660 δεξαμενών νερού.Το ποσό αυτό θα χρησιμοποιηθεί για την αγορά μπαταριών για τους ανιχνευτές επιφάνειας και για την κατασκευή διορθωτικών φακών για τα τηλεσκόπια.
Αρκετά μέρη των ανιχνευτών και άλλου εξοπλισμού κατασκευάστηκαν από βραζιλιάνικες βιομηχανίες, όπως οι Alpina Termoplásticos, Rotoplastyc Indústria de Rotomoldados, Equatorial Sistemas, Schwantz Ferramentas Diamantadas και Acumuladores Moura.
Στην ομάδα του παρατηρητηρίου συμμετέχει για πρώτη φορά ο φυσικός Carola Dobrigkeit Chinellato γεννήθηκε στη Γερμανία και ζει στη Βραζιλία, όπου εργάζεται για περισσότερες από τέσσερις δεκαετίες ως καθηγήτρια στο Ινστιτούτο Φυσικής του Κρατικού Πανεπιστημίου Campinas (Unicamp).
Ερευνητής υπεύθυνος για το θεματικό έργο " Μελέτη κοσμικών ακτίνων υπερυψηλής ενέργειας με το AugerPrime ", που ξεκίνησε το 2010 με την υποστήριξη του FAPESP, ο Dobrigkeit προεδρεύει επίσης, από το 2013, της Επιτροπής Εκδόσεων του Αστεροσκοπείου Pierre Auger.
"Το Pierre Auger ήταν ένα από τα πρώτα έργα στα οποία το FAPESP συνεργάστηκε με ξένους οργανισμούς για να υποστηρίξει πειράματα μεγάλου μεγέθους και αντίκτυπου. Η αρχική υποστήριξη του FAPESP για το έργο χρονολογείται από το 1996, όταν ο καθηγητής Carlos Escobar, από το Ινστιτούτο Φυσικής του Unicamp, δημιούργησε την ευκαιρία. Η συμμετοχή, υπό την ηγεσία του καθηγητή Carola, ήταν μεγάλη για την ανάπτυξη τηςεπιστημονική και τεχνολογική ανάπτυξη της Πολιτείας του Σάο Πάολο και να ανοίξει ευκαιρίες για διεθνείς διασυνδέσεις και, πάνω απ' όλα, για τη δημιουργία καλής επιστήμης", δήλωσε ο Carlos Henrique de Brito Cruz, επιστημονικός διευθυντής του FAPESP.
"Οι κοσμικές ακτίνες είναι σωματίδια υψηλής ενέργειας που φθάνουν συνεχώς στη Γη από το διάστημα. Αποτελούνται κυρίως από πρωτόνια και άλλους ατομικούς πυρήνες, αλλά και από ηλεκτρόνια, νετρίνα κ.ά. Το Παρατηρητήριο Pierre Auger ενδιαφέρεται ιδιαίτερα για τη μελέτη των σωματιδίων με τη μεγαλύτερη ενέργεια, τα οποία είναι τα πιο ενδιαφέροντα αλλά και τα πιο σπάνια.Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κατασκευάσαμε ένα παρατηρητήριο που καλύπτει μια τόσο μεγάλη έκταση, διπλάσια από το μέγεθος του Σάο Πάολο. Οι ανιχνευτές μας είναι διασκορπισμένοι σε μια έκταση 3.000 km2", δήλωσε ο Dobrigkeit Οργανισμός FAPESP .
Η ενέργεια των κοσμικών ακτίνων κατανέμεται σε ένα πολύ μεγάλο εύρος, από 109 έως 1021 ηλεκτρονιοβόλτ. Οι ακτίνες με τη χαμηλότερη ενέργεια προέρχονται από τον Ήλιο, ενώ οι ακτίνες με την υψηλότερη ενέργεια προέρχονται από εξωγαλαξιακές πηγές. Πρόκειται, στην πραγματικότητα, για τα πιο ενεργητικά σωματίδια που έχει παρατηρήσει ποτέ η ανθρωπότητα, φτάνοντας σε επίπεδα ενέργειας εκατομμύρια φορές υψηλότερα από εκείνα που λαμβάνονται σε μια δέσμηστον LHC (Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων), τον μεγαλύτερο επιταχυντή σωματιδίων στον πλανήτη, που βρίσκεται στα γαλλοελβετικά σύνορα.
"Οι κοσμικές ακτίνες συγκρούονται με πυρήνες που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα. Από τις αλληλεπιδράσεις προκύπτουν νέα σωματίδια, τα οποία πολλαπλασιάζονται σε έναν καταρράκτη, μέχρι τους ανιχνευτές που βρίσκονται στο έδαφος. Όταν φτάνουν στο έδαφος, τα σωματίδια είναι ήδη με πολύ χαμηλότερες ενέργειες και περνούν μέσα από το σώμα μας χωρίς να το καταλάβουμε", είπε ο ερευνητής.
Εξωγαλαξιακή προέλευση
Η μελέτη της κοσμικής ακτινοβολίας, ιδίως σε αυτό το πολύ υψηλό ενεργειακό εύρος, αποσκοπεί στο να μάθουμε από πού προέρχονται αυτά τα σωματίδια, από ποια αστροφυσικά αντικείμενα παράγονται και ποιες φυσικές διεργασίες εμπλέκονται στην παραγωγή τους. Τα σωματίδια με την υψηλότερη ενέργεια προέρχονται σίγουρα από περιοχές εκτός του Γαλαξία μας και χρειάζονται εκατομμύρια χρόνια ή και περισσότερα για να φτάσουν στη Γη.
"Θα περίμενε κανείς οι πιο ενεργητικές να προέρχονται από το κέντρο του γαλαξία μας, επειδή εκεί υπάρχει μια υπερμεγέθης μαύρη τρύπα και μεγαλύτερη πυκνότητα αντικειμένων. Αλλά όχι. Προέρχονται κυρίως από μια κατεύθυνση που απέχει περίπου 120 μοίρες από το κέντρο του Γαλαξία μας. Και αυτό είναι μια ισχυρή ένδειξη της εξωγαλαξιακής τους προέλευσης. Έχουμε κάποιες ενδείξεις ότι αυτές οι κοσμικές ακτίνες πολύ υψηλής ενέργειαςΜπορεί να έχουν προέλθει από γαλαξίες με ενεργούς πυρήνες ή από γαλαξίες με μεμβράνη, οι οποίοι παράγουν πολλά αστέρια. Αλλά αυτές οι ενδείξεις δεν είναι ακόμη πειστικές. Απλώς βελτιώνουμε τα συστήματα ανίχνευσής μας για να επιβεβαιώσουμε ή όχι μια τέτοια υπόθεση", δήλωσε ο Dobrigkeit.
Αξίζει να θυμόμαστε ότι, ως ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια, οι κοσμικές ακτίνες εκτρέπονται από μαγνητικά πεδία κατά τη διάδοσή τους. Έτσι, το να γνωρίζουμε ακριβώς από πού προέρχονται δεν είναι κάτι εύκολο. Απαιτεί μια πραγματική γυμναστική υπολογισμών και ερμηνειών.μαγνήτες κατά μήκος της διαδρομής", εξήγησε ο ερευνητής.
Οι κοσμικές ακτίνες είναι σαν αγγελιοφόροι από το βαθύ διάστημα και το μακρινό παρελθόν. Η μελέτη τους είναι ένας τρόπος να κοιτάξουμε μακριά και πίσω στην ιστορία του Σύμπαντος. Για να το κάνει αυτό, το Παρατηρητήριο Pierre Auger χρησιμοποιεί βασικά δύο συστήματα ανίχνευσης. Το ένα αποτελείται από τηλεσκόπια φθορισμού, τα οποία συλλαμβάνουν, στην υπεριώδη περιοχή, την ακτινοβολία που εκπέμπεται από το άζωτο του αέρα όταν διεγείρεται από τοΌσο περισσότερο φως συλλαμβάνουν τα τηλεσκόπια, τόσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα των σωματιδίων στον καταρράκτη και, όσο περισσότερα σωματίδια στον καταρράκτη, τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια της μητρικής κοσμικής ακτίνας. Έτσι, μετρώντας το φως, είναι δυνατόν να εκτιμηθεί η ενέργεια του αρχικού σωματιδίου.
Το άλλο σύστημα ανίχνευσης αποτελείται από ερμητικά κλειστές δεξαμενές, καθεμία από τις οποίες περιέχει 12.000 λίτρα πολύ καθαρού νερού. Όταν τα καταιγιστικά σωματίδια περνούν μέσα από το νερό, παράγουν μια φωτεινότητα που καταγράφεται από φωτοπολλαπλασιαστές μέσα στις δεξαμενές. Η λογική είναι ακριβώς η ίδια: μετρώντας την ποσότητα του φωτός, καταλήγουμε στην ενέργεια του μητρικού σωματιδίου.
"Αυτές ήταν οι δύο αρχικές τεχνικές του αστεροσκοπείου, από την ίδρυσή του πριν από 20 χρόνια. Με την πάροδο του χρόνου, το σύστημα ανίχνευσης βελτιώθηκε, με την προσθήκη κεραιών, για τη σύλληψη της βροχής σωματιδίων στην περιοχή των ραδιοκυμάτων- υπόγειων ανιχνευτών, για τη σύλληψη των μιονίων, που είναι ένας από τους τύπους σωματιδίων που παράγονται στον καταιγισμό- και, τώρα, σπινθηριστών, οι οποίοι εγκαθίστανται στην κορυφή τουΌλα αυτά για τη βελτίωση των μέτρων", δήλωσε ο Dobrigkeit.
Ο ερευνητής ήταν μαθητής, σύμβουλος και βοηθός του μεγάλου πρωτοπόρου στη μελέτη της κοσμικής ακτινοβολίας, του φυσικού César Lattes (1924-2005), ο οποίος, το 1947, ανακάλυψε το πιόνιο, ή μεσόνιο pi, όπως ονομαζόταν τότε. Σχηματιζόμενο από ένα κουάρκ και ένα αντικουάρκ, το πιόνιο συμβάλλει στην εξήγηση των αλληλεπιδράσεων που κρατούν ενωμένο τον ατομικό πυρήνα. Ο Lattes ανακάλυψε το πιόνιο συλλέγοντας ίχνη κοσμικής ακτινοβολίας σε πλάκες γεμάτες μεβόρακα σε υψόμετρο άνω των 5.000 μέτρων (m), στο όρος Chacaltaya στις βολιβιανές Άνδεις.
"Η ανίχνευση που κάνουμε τώρα στο Παρατηρητήριο Pierre Auger γίνεται σε πολύ χαμηλότερο υψόμετρο, περίπου 1.400 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας. Ο στόχος του Lattes ήταν να μελετήσει την αλληλεπίδραση των κοσμικών ακτίνων. Έτσι, γι' αυτόν, το υψόμετρο ήταν πλεονέκτημα, επειδή η αλληλεπίδραση παρήγαγε λιγότερα σωματίδια, γεγονός που έκανε την ανίχνευση ευκολότερη. Ο στόχος μας είναι να πιάσουμε ολόκληρη τη βροχή σωματιδίων. Γι' αυτό επιδιώκουμεανιχνεύσει κοντά στη μέγιστη ανάπτυξη του καταρράκτη διάδοσης", εξήγησε ο Dobrigkeit.
Η εκδήλωση για την 20ή επέτειο του Αστεροσκοπείου Pierre Auger περιλαμβάνει μια επιστημονική συνάντηση, μια επιστημονική έκθεση και μια επίσημη τελετή και περιλαμβάνει ξενάγηση στον χώρο του αστεροσκοπείου με επίσκεψη στους ανιχνευτές. Παράλληλες δραστηριότητες θα πραγματοποιηθούν στη μικρή πόλη Malargüe, με την οποία το προσωπικό του αστεροσκοπείου διατηρεί στενή συνεργασία.
Η ατζέντα περιλαμβάνει ένα συμπόσιο που καλύπτει τα ακόλουθα θέματα: κοσμικές ακτίνες πολύ υψηλής ενέργειας, πηγές κοσμικών ακτίνων και η διάδοσή τους, νετρίνα, ακτίνες γάμμα υψηλής ενέργειας, αλληλεπιδράσεις κοσμικών ακτίνων, πολυσεμιναριακή αστρονομία και μια ανασκόπηση της τρέχουσας κατάστασης και των προοπτικών της αστροσωματιδιακής φυσικής. Παράλληλα, θα διεξαχθεί η Έκθεση Επιστημών, στην οποία θα συμμετέχουν μαθητές απότοποθεσίες.
Το πλήρες πρόγραμμα της εκδήλωσης μπορείτε να το βρείτε στη διεύθυνση www.auger.org/index.php/observatory/20th-anniversary .
Αυτό το κείμενο δημοσιεύθηκε αρχικά από την Agência FAPESP με την άδεια Creative Commons CC-BY-NC-ND. Διαβάστε το πρωτότυπο εδώ.
