Argentiinan pampasilla järjestetyssä suuressa kansainvälisessä tapahtumassa vietettiin 14.-16. marraskuuta 2019 20-vuotisjuhlaa. Pierre Augerin observatorio Malargüessa, noin 100 kilometrin päässä Andeilta ja noin 370 kilometriä Mendozan kaupungista etelään sijaitseva Auger, kuten sitä joskus kutsutaan, on maailman suurin kosmisten säteiden observatorio, jota ylläpitää kansainvälinen yhteistyö, johon kuuluu yli 400 tiedemiestä 17 maasta ja johon kuuluu fyysikoita, insinöörejä, teknikkoja ja jatko-opiskelijoita.
Kymmenet brasilialaiset tutkijat ovat osallistuneet aktiivisesti siellä tehtävään tutkimukseen observatorion suunnittelusta 1990-luvulla, rakentamisesta, detektorien kehittämisestä, toiminnasta ja tietojen analysoinnista lähtien. FAPESP on jo myöntänyt yhteensä 32 apurahaa ja stipendiä Augerissa kehitetyille hankkeille ja rahoittanut osan 1660 vesisäiliön valmistusta.Sillä hankitaan paristoja pintailmaisimiin ja valmistetaan korjaavia linssejä teleskooppeihin.
Useat ilmaisimien ja muiden laitteiden osat valmistettiin brasilialaisissa yrityksissä, kuten Alpina Termoplásticos, Rotoplastyc Indústria de Rotomoldados, Equatorial Sistemas, Schwantz Ferramentas Diamantadas ja Acumuladores Moura.
Ensimmäistä kertaa observatorion ryhmään osallistuu fyysikko Carola Dobrigkeit Chinellato on syntynyt Saksassa ja asuu Brasiliassa, jossa hän on työskennellyt yli neljä vuosikymmentä Campinasin valtionyliopiston (Unicamp) fysiikan laitoksen professorina.
Aihekohtaisesta hankkeesta vastaava tutkija " Ultrakorkea-energisten kosmisten säteiden tutkiminen AugerPrime-ohjelmalla ", joka aloitettiin vuonna 2010 FAPESPin tuella, Dobrigkeit on myös toiminut vuodesta 2013 lähtien Pierre Augerin observatorion julkaisukomitean puheenjohtajana.
"Pierre Auger oli yksi ensimmäisistä hankkeista, joissa FAPESP teki yhteistyötä ulkomaisten virastojen kanssa tukeakseen kokeita, joilla on suuri merkitys ja vaikutus. FAPESPin alkuperäinen tuki hankkeelle on peräisin vuodelta 1996, jolloin Unicampin fysiikan instituutin professori Carlos Escobar loi mahdollisuuden. Osallistuminen professori Carolan johdolla on ollut suuri merkitys kehitykselleSão Paulon osavaltion tieteelliseen ja teknologiseen kehitykseen sekä avaamaan mahdollisuuksia kansainvälisille yhteyksille ja ennen kaikkea hyvän tieteen luomiselle", sanoi FAPESPin tieteellinen johtaja Carlos Henrique de Brito Cruz.
"Kosmiset säteet ovat korkea-energisiä hiukkasia, jotka saapuvat jatkuvasti maapallolle ulkoavaruudesta. Ne koostuvat enimmäkseen protoneista ja muista atomiytimistä, mutta myös elektroneista, neutriinoista jne. Pierre Augerin observatorio on erityisen kiinnostunut tutkimaan suurienergisimpiä hiukkasia, jotka ovat mielenkiintoisimpia ja myös harvinaisimpia." BySiksi rakensimme observatorion, joka kattaa niin suuren alueen, kaksi kertaa São Paulon kokoisen alueen. Ilmaisimet on sijoitettu 3000 neliökilometrin alueelle", Dobrigkeit kertoi. FAPESP-virasto .
Kosmisten säteiden energia jakautuu hyvin laajalle alueelle, 109-1021 elektronivolttiin. Matalimman energian säteet ovat peräisin Auringosta, kun taas korkeimman energian säteet ovat peräisin ekstragalaktisista lähteistä. Ne ovat itse asiassa kaikkein energisimpiä hiukkasia, joita ihmiskunta on koskaan havainnut, ja niiden energiatasot ovat miljoonia kertoja korkeammat kuin säteen avulla saadut energiatasot.LHC:ssä (Large Hadron Collider), maailman suurimmassa hiukkaskiihdyttimessä, joka sijaitsee Ranskan ja Sveitsin rajalla.
"Kosmiset säteet törmäävät ilmakehässä oleviin ytimiin. Vuorovaikutuksesta syntyy uusia hiukkasia, jotka moninkertaistuvat kaskadinomaisesti, kunnes ne saapuvat maahan sijoitettuihin ilmaisimiin. Kun ne saapuvat maahan, hiukkaset ovat jo paljon pienempien energioiden omaavia, ja ne kulkevat kehomme läpi huomaamattamme", kertoi tutkija.
Extragalaktinen alkuperä
Kosmisten säteiden tutkimuksessa, erityisesti tällä erittäin suurienergisellä alueella, pyritään selvittämään, mistä nämä hiukkaset tulevat, mitkä astrofyysiset kohteet niitä tuottavat ja mitä fysikaalisia prosesseja niiden syntyyn liittyy. Suurienergisimmät hiukkaset tulevat varmasti Linnunradan ulkopuolelta, ja niiden saapuminen Maahan kestää miljoonia vuosia tai kauemmin.
"Olettaisimme, että energisimmät säteet tulisivat galaksimme keskustasta, koska siellä on supermassiivinen musta aukko ja tiheämpi määrä kohteita. Mutta ei. Ne tulevat enimmäkseen suunnasta, joka on noin 120 astetta Linnunradan keskustasta. Se on vahva osoitus niiden ekstragalaktisesta alkuperästä. Meillä on todisteita siitä, että nämä erittäin suurienergiaiset kosmiset säteetNe ovat saattaneet syntyä galakseissa, joissa on aktiivisia ytimiä, tai brane-galakseissa, joissa syntyy paljon tähtiä. Nämä viitteet eivät kuitenkaan ole vielä vakuuttavia. Parannamme juuri havaintojärjestelmiämme, jotta voimme vahvistaa tai olla vahvistamatta tällaista hypoteesia", Dobrigkeit sanoo.
On syytä muistaa, että koska kosmiset säteet ovat sähköisesti varattuja hiukkasia, magneettikentät poikkeuttavat niitä etenemisensä aikana. Ei ole siis helppoa tietää tarkalleen, mistä ne ovat peräisin. Se vaatii todellista laskelmien ja tulkintojen voimistelua.magneetteja reitin varrella", tutkija selitti.
Kosmiset säteet ovat kuin sanansaattajia syvältä avaruudesta ja kaukaisesta menneisyydestä. Niiden tutkiminen on keino katsoa kauas ja taaksepäin maailmankaikkeuden historiaan. Pierre Augerin observatoriossa käytetään tätä varten periaatteessa kahta havaitsemisjärjestelmää. Toinen koostuu fluoresenssiteleskoopeista, jotka sieppaavat ultraviolettialueella säteilyn, jota ilman typpi säteilee, kun se kiihdytetään avaruuslämmön vaikutuksesta.Mitä enemmän valoa teleskoopit vangitsevat, sitä enemmän hiukkasia kaskadissa on, ja mitä enemmän hiukkasia kaskadissa on, sitä suurempi on vanhemman kosmisen säteen energia. Näin ollen valoa mittaamalla voidaan arvioida alkuperäisen hiukkasen energiaa.
Toinen havaitsemisjärjestelmä koostuu ilmatiiviisti suljetuista säiliöistä, joissa kussakin on 12 000 litraa erittäin puhdasta vettä. Kun kaskadihiukkaset kulkevat veden läpi, ne tuottavat valovoimaa, jonka säiliöissä olevat valomonistinlaitteet rekisteröivät. Periaate on täsmälleen sama: mittaamalla valon määrää saadaan selville emohiukkasen energia.
"Nämä olivat observatorion kaksi alkuperäistä tekniikkaa sen perustamisesta lähtien 20 vuotta sitten. Ajan mittaan havaintojärjestelmää on parannettu lisäämällä siihen antenneja, joilla pyydystetään radioalueen hiukkassuihku, maanalaisia ilmaisimia, joilla pyydystetään myoneja, jotka ovat yksi kaskadissa syntyvien hiukkasten tyyppi, ja nyt tuikeilmaisimia, joita asennetaan observatorion yläosaan.Kaikki tämä toimenpiteiden parantamiseksi", sanoi Dobrigkeit.
Tutkija oli kosmisen säteilyn tutkimuksen suuren uranuurtajan, fyysikko César Lattesin (1924-2005) oppilas, ohjaaja ja avustaja, joka vuonna 1947 löysi pionin, tai mesoni pi, kuten sitä tuolloin kutsuttiin. Pionin muodostavat kvarkki ja antikvarkki, ja se auttaa selittämään vuorovaikutukset, jotka pitävät atomiytimen kasassa. Lattes löysi pionin keräämällä jälkiä kosmisesta säteilystä levyihin, jotka oli täytetty pionilla.booraksia yli 5 000 metrin korkeudessa Bolivian Andeilla sijaitsevalla Chacaltaya-vuorella.
"Havaitseminen, jota teemme nyt Pierre Augerin observatoriossa, tapahtuu paljon matalammalla, noin 1400 metrin korkeudessa merenpinnasta. Lattesin tavoitteena oli tutkia kosmisten säteiden vuorovaikutusta. Hänelle korkeus oli siis etu, koska vuorovaikutus tuotti vähemmän hiukkasia, mikä helpotti havaitsemista. Meidän tavoitteemme on saada kiinni koko hiukkassade. Siksi pyrimmehavaita lähellä leviämiskaskadin maksimikehitystä", selitti Dobrigkeit.
Pierre Augerin observatorion 20-vuotisjuhlavuoden tapahtuma käsittää tieteellisen kokouksen, tiedemessut ja virallisen seremonian sekä opastetun kierroksen observatorion alueella ja vierailun detektoreihin. Rinnakkaistapahtumia järjestetään Malargüen pikkukaupungissa, jonka kanssa observatorion henkilökunta tekee tiivistä yhteistyötä.
Esityslistalla on symposium, jossa käsitellään seuraavia aiheita: erittäin suurienergiset kosmiset säteet, kosmisten säteiden lähteet ja niiden leviäminen, neutriinot, suurienergiset gammasäteet, kosmisten säteiden vuorovaikutukset, moniseminaaritähtitiede sekä katsaus astrohiukkasfysiikan nykytilaan ja tulevaisuudennäkymiin. Samanaikaisesti järjestetään tiedemessut, joihin osallistuu opiskelijoita seuraavista maistapaikat.
Tapahtuman koko ohjelma on nähtävissä osoitteessa www.auger.org/index.php/observatory/20th-anniversary .
Tämän tekstin on alun perin julkaissut Agência FAPESP Creative Commons -lisenssillä CC-BY-NC-ND. Lue alkuperäinen teksti täältä.
