Космические лучи близко к земле сегодня: Космические лучи сверхвысоких энергий

Содержание

Внимание: «атмосферные» нейтроны!

Космические лучи давно перестали быть объектом только академических исследований. Их происхождение, свойства, а главное, влияние буквально на всё, что происходит на планете Земля, всё чаще становится предметом пристального внимания прикладной науки.

Энергии частиц, входящих в состав космических лучей, достигают величин в сотни и тысячи миллиардов электрон-вольт. При взаимодействии с ядрами атомов газов, из которых состоит земная атмосфера, эти частицы, в основном, протоны, рождают настоящие «ливни» вторичных частиц, в состав которых входят протоны, мезоны, электроны и позитроны, гамма-кванты и нейтроны. Интенсивность таких нейтронов, называемых в литературе «атмосферными», на уровне моря и средних широтах сравнительно невелика и составляет около 20 нейтронов на квадратный сантиметр в час. Казалось бы, всё живое и неживое на Земле за миллионы лет должно было адаптироваться к атмосферно-космическому нейтронному фону. Оставив в стороне вопрос о влиянии таких нейтронов на биологические объекты, зададим вопрос – а как же современная техника, степень интеграции которой с компьютерами сегодня достигает рекордных значений? И вот тут, как оказалось, нас ожидает неприятный «сюрприз»: именно нейтроны из космоса с энергиями выше нескольких миллионов электрон-вольт (МэВ) представляют серьёзную угрозу для современной электроники. Вот почему в последние годы выделилось направление, которое связано с изучением так называемых «единичных эффектов» (в англоязычной литературе “single-event” effects), возникающих под действием «атмосферных» нейтронов в компонентах современной электронной аппаратуры, приводящих к сбоям и отказам и в силу этого представляющих большую опасность, прежде всего — для электронного оборудования авиационно-космического назначения. В чём же дело, каков ядерно-физический механизм «единичных эффектов»?

Основным материалом современной электроники является кремний. При взаимодействии нейтрона с энергией в несколько МэВ и выше с ядрами кремния помимо реакции рассеяния возможны реакции с вылетом заряженных частиц: протонов, альфа-частиц и т.д. Когда суммарный ионизационный эффект, создаваемый этими частицами в чувствительном объёме полупроводникового элемента, превысит критическую для данного элемента величину, происходит изменение его состояния (сбой, отказ и т.д.). Несмотря на то, что вероятность взаимодействия нейтрона с единичным элементом современной БИС (большой интегральной микросхемы) невелика, огромное число элементов в одной БИС (счёт идёт на миллионы) приводит к практически значимой вероятности нарушения функционирования всей БИС в целом. Накопленные к настоящему времени экспериментальные данные свидетельствуют о том, что под действием нейтронов даже очень похожие по своим параметрам БИС часто демонстрируют совершенно разную вероятность отказов. Другим выводом является то, что вероятность отказов возрастает с уменьшением типоразмеров элементов БИС и понижением их рабочих напряжений, что является общей тенденцией развития технологий производства в этой области.

Впервые на возможность появления сбоев в работе блоков памяти больших компьютеров, вызванных именно «атмосферными» нейтронами, физики и инженеры-электронщики обратили внимание ещё в 1979 году. Они же предположили, что данный механизм возникновения сбоев в работе электроники будет проявлять себя всё чаще в будущем. И уже в 1993 году, после анализа нарушений в работе бортовых авиационных компьютеров, было сделано однозначное заключение, что основной причиной являются «атмосферные» нейтроны. В это же время в Лос-Аламосе (США), на ускорителе с энергией протонов 800 МэВ, впервые была продемонстрирована возможность не только смоделировать энергетический спектр «атмосферных» нейтронов в области энергий 1 — 800 МэВ, но и проводить ускоренные в 100 000 раз нейтронные радиационные испытания электроники. Следует отметить, что до этого времени единственным методом ускоренных испытаний с использованием «атмосферных» нейтронов были натурные испытания на высокогорных станциях, где время экспозиции составляло нескольких месяцев и более. Теперь же оно не превышает несколько часов.

Сегодня «законодателями» в данной сфере являются американцы. Принятый ими в 2001 году стандарт испытаний JESD89 устанавливает в качестве эталона спектр «атмосферных» нейтронов в месте расположения Нью-Йорка, а в качестве наиболее предпочтительной испытательной установки – стенд на упомянутом выше ускорителе в Лос-Аламосе. Следует ли после этого удивляться, что именно там стремятся проводить испытания разработчики систем спутникового позиционирования (GPS) и основные мировые производители электроники авиационно-космического назначения. Поскольку спрос на пучковое время значительно превышал возможности стенда, в 2014 году американцы построили в Лос-Аламосе новый испытательный стенд, увеличив поток нейтронов в несколько раз. За последнее десятилетие аналогичные испытательные стенды были созданы в Канаде, Великобритании, Швеции, Японии и Китае. Следует сказать также о том, что данные проекты помимо научно-технического значения имеют серьёзный финансовый аспект. Немалые затраты на проведение испытаний меркнут по сравнению с астрономической стоимостью космических аппаратов, потерянных, например, из-за недостаточно проработанных вопросов радиационной стойкости ЭКБ (электронной компонентной базы) этих аппаратов.

А как обстоят дела в решении данной проблемы в России? Кому-то может показаться неожиданным, что ответ на этот вопрос является оптимистическим. И обусловлен такой оптимизм прежде всего тем, что в НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ есть практически всё, чтобы уже сегодня проводить регулярные радиационные испытания ЭКБ на «атмосферных» нейтронах. Собственно говоря, они уже ведутся около 10 лет, и их первые результаты были доложены на ежегодной российской конференции «Стойкость-2011» и международном семинаре по взаимодействию нейтронов с ядрами ISINN-19 в Дубне (2011). В 2012-2014 гг. на нейтронном времяпролётном спектрометре ГНЕЙС, действующем на базе протонного синхроциклотрона СЦ-1000, в коллаборации с филиалом ОАО «Объединённая ракетно-космическая корпорация» — Институт космического приборостроения (НИИ КП), РОСКОСМОС, был создан Испытательный Стенд к Нейтронным Потокам (ИСНП) для исследования радиационной стойкости электронной компонентной базы к естественным нейтронным потокам. Выбор спектрометра ГНЕЙС в качестве основы стенда обусловлен тем, что из действующих в настоящее время в РФ нейтронных источников только ГНЕЙС (пучок №5) имеет форму нейтронного спектра, максимально близко воспроизводящую форму спектра атмосферных нейтронов космического происхождения в интервале энергий нейтронов 1 – 1000 МэВ. Спектр именно такой формы рекомендован международными стандартами для проведения «ускоренных» испытаний ЭКБ электронного оборудования авиационного и космического применения. Такие испытания называются ускоренными, поскольку 1 час облучения ЭКБ на нейтронном пучке стенда ИСНП по интегральному потоку нейтронов эквивалентен облучению естественными нейтронными потоками на высоте 10-12 км в течение 125000 часов или 5700 лет – на уровне моря. В настоящее время испытания ЭКБ на стенде ИСНП проводятся в тестовом режиме. После включения таких испытаний в номенклатуру обязательных испытаний ЭКБ на радиационную стойкость к «атмосферным нейтронам», время работы СЦ-1000 увеличится до 1000 часов в год. Потенциал развития нейтронных радиационных испытаний на СЦ-1000 состоит в возможности создания ещё одного нейтронного стенда с интенсивностью потока нейтронов на порядок выше, чем на стенде ИСНП, и возможностью испытания не только отдельных изделий ЭКБ, но и крупноразмерных блоков электроники. Стоит отметить, что «атмосферные» нейтроны идеально подходят для изучения влияния на биологические объекты малых доз нейтронного излучения верхних слоёв атмосферы и космического пространства. Такие исследования в настоящее время очень важны для обеспечения безопасности долговременных полётов экипажей орбитальных космических станций и планируемых в будущем межпланетных перелётов. Изучение действия космических нейтронов на растительные и животные объекты в режимах in vivo и in vitro уже проводятся несколько лет за рубежом на аналогичных установках.

В последние несколько лет, помимо производителей электроники авиационно-космического назначения, интерес к ускоренным радиационным испытаниям на «атмосферных» нейтронах проявляют и производители ЭКБ вполне «земной» специализации. Речь идёт, прежде всего, о системах управления авто- и железнодорожным транспортом. Такой интерес вполне понятен: садясь в салон управляемого компьютером автомобиля, пассажиры должны быть уверены в абсолютной надёжности его системы управления, гарантированно защищённой от возможных сбоев, связанных с воздействием «атмосферных» нейтронов. Ещё более высокие гарантии надёжности должны иметь сложные электронные приборы медицинского назначения, например, кардиостимуляторы, от бесперебойной работы которых зависит жизнь человека. Поэтому уже сегодня ведущие производители специальной ЭКБ транспортного и медицинского назначения проводят радиационные испытания с использованием «атмосферных» нейтронов. Есть все основания предположить, что со временем номенклатура изделий ЭКБ, подлежащих таким испытаниям, будет постоянно увеличиваться. Поэтому создание и совершенствование испытательных стендов на «атмосферных» нейтронах является обязательным условием развития отечественной технологической базы производства радиационно-стойкой ЭКБ.

Щербаков Олег Алексеевич, Воробьев Александр Сергеевич,

Лаборатория радиационной физики Отделения перспективных разработок

Физики из России провели сверхточную «перепись» космических лучей

https://ria.ru/20190424/1553001439.html

Физики из России провели сверхточную «перепись» космических лучей

Физики из России провели сверхточную «перепись» космических лучей — РИА Новости, 03.03.2020

Физики из России провели сверхточную «перепись» космических лучей

Международный коллектив ученых с участием российских исследователей провел пока самые точные и длительные наблюдения за космическими лучами сверхвысоких энергий РИА Новости, 03.03.2020

2019-04-24T12:45

2020-03-03T14:04

наука

сша

москва

российская академия наук

космос — риа наука

российский научный фонд

физика

россия

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21. img.ria.ru/images/155300/12/1553001277_0:403:2730:1939_1920x0_80_0_0_889b113979111341c36a07c7bb9e76eb.jpg

МОСКВА, 24 апр – РИА Новости. Международный коллектив ученых с участием российских исследователей провел пока самые точные и длительные наблюдения за космическими лучами сверхвысоких энергий и не нашел расхождений с современными астрофизическими теориями. Результаты их замеров были представлены в журнале Astroparticle Physics.Каждую секунду в верхних слоях атмосферы Земли образуются миллионы мюонов, электронов и прочих заряженных частиц, возникающих в результате столкновения космических лучей с молекулами газов в воздухе. Эти столкновения разгоняют новые частицы до околосветовых скоростей.Ученые наблюдают за этими ними, используя эффект, открытый еще в 1934 году Павлом Черенковым и Сергеем Вавиловым. Они заметили, экспериментируя с гамма-излучением, что его попадание в жидкость вызывает в ней слабое, но хорошо заметное свечение благодаря тому, что фотоны высоких энергий выбивают электроны и разгоняют их до скоростей, превышающих скорость света в воде. Этот эффект нашел широкое применение сегодня, его используют для обнаружения космических лучей и для «поимки» нейтрино сверхвысоких энергий. Подобные наблюдения, как надеются исследователи, помогут им проверить существование так называемого предела Грайзена-Зацепина-Кузьмина, который составляет примерно восемь джоулей.Под этим словом ученые понимают количество энергии, которую может иметь нейтрино или космический луч, движущийся к Земле от далеких галактик и прочих объектов космоса. Частицы, «нарушающие» этот предел, начнут взаимодействовать с микроволновым «эхом» Большого Взрыва, формировать новые частицы и терять энергию.Сегодня физики ожесточенно спорят о том, могут ли нейтрино и другие частицы не соблюдать этот предел. Наблюдения за тем, как часто появляются фотоны высоких энергий, подходящие близко к этой отметке, помогут ученым разрешить этот диспут, раскрыть механизм разгона космических лучей и понять, все ли они ведут себя одинаковым образом.Рубцов и его коллеги по институту, а также ученые из МГУ, ведут подобные наблюдения уже более десяти лет в рамках проекта Telescope Array вместе с коллегами из США, Бельгии и Южной Кореи. Он представляет собой набор из пяти сотен очень чувствительных детекторов излучения Черенкова-Вавилова, разбросанных по территории в одной из пустынь в штате Юта. Его постройка была начата в 2003 году, а первые научные данные Telescope Array получил в 2008 году.Как передает пресс-служба Российского научного фонда, российские и зарубежные ученые проанализировали накопленные данные, используя методы машинного обучения, что позволило им убрать ложные срабатывания, «рассортировать» прародителей этих вспышек света и сравнить их между собой.Пока им не удалось зафиксировать серьезных намеков на то, что предел Грайзена-Зацепина-Кузьмина серьезно нарушается, но при этом ученые обнаружили две частицы, которые или близко приближаются к нему, или превосходят его на порядок.Это открытие, как надеются ученые, поможет сузить возможный список теорий, объясняющих процесс формирования космических лучей, и подобраться ближе к раскрытию их природы.

https://ria.ru/20180712/1524476477.html

https://ria. ru/20171112/1508591896.html

сша

москва

россия

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155300/12/1553001277_0:0:2730:2048_1920x0_80_0_0_8fc519dce25bea5fed0ad419dcc3c5c3. jpg

1920

true

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, москва, российская академия наук, космос — риа наука, российский научный фонд, физика, россия

Наука, США, Москва, Российская академия наук, Космос — РИА Наука, Российский научный фонд, Физика, Россия

МОСКВА, 24 апр – РИА Новости. Международный коллектив ученых с участием российских исследователей провел пока самые точные и длительные наблюдения за космическими лучами сверхвысоких энергий и не нашел расхождений с современными астрофизическими теориями. Результаты их замеров были представлены в журнале Astroparticle Physics.

«Мы значительно превзошли предыдущие результаты и установили новые, наиболее сильные ограничения на поток фотонов в северном полушарии. Эти замеры дополняют пределы, установленные обсерваторией Пьера Оже в южном полушарии», – заявил Григорий Рубцов из Института ядерных исследований РАН в Москве.

Каждую секунду в верхних слоях атмосферы Земли образуются миллионы мюонов, электронов и прочих заряженных частиц, возникающих в результате столкновения космических лучей с молекулами газов в воздухе. Эти столкновения разгоняют новые частицы до околосветовых скоростей.

Ученые наблюдают за этими ними, используя эффект, открытый еще в 1934 году Павлом Черенковым и Сергеем Вавиловым. Они заметили, экспериментируя с гамма-излучением, что его попадание в жидкость вызывает в ней слабое, но хорошо заметное свечение благодаря тому, что фотоны высоких энергий выбивают электроны и разгоняют их до скоростей, превышающих скорость света в воде.

12 июля 2018, 18:00Наука

Астрономы выяснили, где рождаются самые мощные космические лучи

Этот эффект нашел широкое применение сегодня, его используют для обнаружения космических лучей и для «поимки» нейтрино сверхвысоких энергий. Подобные наблюдения, как надеются исследователи, помогут им проверить существование так называемого предела Грайзена-Зацепина-Кузьмина, который составляет примерно восемь джоулей.

Под этим словом ученые понимают количество энергии, которую может иметь нейтрино или космический луч, движущийся к Земле от далеких галактик и прочих объектов космоса. Частицы, «нарушающие» этот предел, начнут взаимодействовать с микроволновым «эхом» Большого Взрыва, формировать новые частицы и терять энергию.

Сегодня физики ожесточенно спорят о том, могут ли нейтрино и другие частицы не соблюдать этот предел. Наблюдения за тем, как часто появляются фотоны высоких энергий, подходящие близко к этой отметке, помогут ученым разрешить этот диспут, раскрыть механизм разгона космических лучей и понять, все ли они ведут себя одинаковым образом.

Рубцов и его коллеги по институту, а также ученые из МГУ, ведут подобные наблюдения уже более десяти лет в рамках проекта Telescope Array вместе с коллегами из США, Бельгии и Южной Кореи. Он представляет собой набор из пяти сотен очень чувствительных детекторов излучения Черенкова-Вавилова, разбросанных по территории в одной из пустынь в штате Юта. Его постройка была начата в 2003 году, а первые научные данные Telescope Array получил в 2008 году.

Как передает пресс-служба Российского научного фонда, российские и зарубежные ученые проанализировали накопленные данные, используя методы машинного обучения, что позволило им убрать ложные срабатывания, «рассортировать» прародителей этих вспышек света и сравнить их между собой.

12 ноября 2017, 08:00Наука

«Ухо Антарктики»: как физики превратили целый континент в детектор частиц

Пока им не удалось зафиксировать серьезных намеков на то, что предел Грайзена-Зацепина-Кузьмина серьезно нарушается, но при этом ученые обнаружили две частицы, которые или близко приближаются к нему, или превосходят его на порядок.

Это открытие, как надеются ученые, поможет сузить возможный список теорий, объясняющих процесс формирования космических лучей, и подобраться ближе к раскрытию их природы.

Воздействие космических лучей на экзопланеты землеподобного типа в близлежащих обитаемых зонах

Сохранить цитату в файл

Формат:

Резюме (текст)PubMedPMIDAbstract (текст)CSV

Добавить в коллекции

Создать новую коллекцию
Добавить в существующую коллекцию

Назовите свою коллекцию:

Имя должно содержать менее 100 символов

Выберите коллекцию:

Не удалось загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку

Добавить в мою библиографию

Моя библиография

Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки
Повторите попытку

Ваш сохраненный поиск

Название сохраненного поиска:

Условия поиска:

Тестовые условия поиска

Эл. адрес:

(изменить)

Который день?

Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый рабочий день

Который день?

ВоскресеньеПонедельникВторникСредаЧетвергПятницаСуббота

Формат отчета:

РезюмеРезюме (текст)АбстрактАбстракт (текст)PubMed

Отправить максимум:

1 шт. 5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.

Отправить, даже если нет новых результатов

Необязательный текст в электронном письме:

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

Полнотекстовые ссылки

Атыпон

Полнотекстовые ссылки

. 2005 Октябрь; 5 (5): 587-603.

doi: 10.1089/ast.2005.5.587.

Дж. М. Грисмайер ¹ , A Stadelmann, U Motschmann, N K Belisheva, H Lammer, H K Biernat

Принадлежности

принадлежность

¹ Технический университет Брауншвейга, Мендельсонштрассе 3, D-38106 Брауншвейг, Германия. [email protected]

PMID:
16225432
DOI:
10.1089/аст.2005.5.587

JM Griessmeier et al.

Астробиология.

2005 Октябрь

. 2005 Октябрь; 5 (5): 587-603.

дои: 10.1089/аст.2005.5.587.

Авторы

Дж. М. Грисмайер ¹ , А. Штадельманн, У. Мотчманн, Н. К. Белишева, Х. Ламмер, Х. К. Бирнат

принадлежность

¹ Технический университет Брауншвейга, Мендельсонштрассе 3, D-38106 Брауншвейг, Германия. [email protected]

PMID:
16225432
DOI:
10.1089/аст.2005.5.587

Абстрактный

Из-за различного происхождения космические лучи можно разделить на галактические космические лучи и солнечные/звездные космические лучи. Поток космических лучей на поверхности планет в основном определяется двумя планетарными параметрами: плотностью атмосферы и силой внутреннего магнитного момента. Если планета имеет протяженную магнитосферу, ее поверхность будет защищена от высокоэнергетических частиц космических лучей. Мы показываем, что близкие внесолнечные планеты в обитаемой зоне М-звезд вращаются синхронно с их родительской звездой из-за приливного взаимодействия. Для гравитационно заблокированных планет период вращения равен орбитальному периоду, который намного больше, чем период вращения, ожидаемый для планет, не подверженных приливному захвату. Это приводит к относительно небольшому магнитному моменту. Мы обнаружили, что похожая на Землю внесолнечная планета, вращающаяся на орбите в 0,2 а.е. вокруг звезды М массой 0,5 массы Солнца, имеет скорость вращения 2% от земной. Это приводит к тому, что магнитный момент составляет менее 15% от текущего магнитного момента Земли. Поэтому близкие внесолнечные планеты, по-видимому, не защищены протяженными земноподобными магнитосферами, и космические лучи могут достигать почти всей площади поверхности верхних слоев атмосферы. Первичные частицы космических лучей, которые взаимодействуют с атмосферой, генерируют вторичные энергичные частицы, так называемый ливень космических лучей. Некоторые из вторичных частиц могут достигать поверхности планет земной группы, когда приземное давление атмосферы составляет порядка 1 бар или меньше. Мы предполагаем, что в зависимости от атмосферного давления биологические системы на поверхности землеподобных внесолнечных планет на близких орбитальных расстояниях могут испытывать сильное влияние вторичных космических лучей.

Цитируется

Эволюция солнечного ветра.
Видотто АА.
Видотто АА.
Живой преподобный Сол Физ. 2021;18(1):3. doi: 10.1007/s41116-021-00029-w. Epub 2021 26 апр.
Живой преподобный Сол Физ. 2021.
PMID: 34722865
Бесплатная статья ЧВК.
Обзор.
Зависимость планетарной тектоники от теплового состояния мантии: приложения к ранней эволюции Земли.
Фоли Б.Дж.
Фоули Б.Дж.
Philos Trans A Math Phys Eng Sci. 2018 1 октября; 376 (2132): 20170409. doi: 10.1098/rsta.2017.0409.
Philos Trans A Math Phys Eng Sci. 2018.
PMID: 30275160
Бесплатная статья ЧВК.
Экзопланетные биосигнатуры: основа для их оценки.
Катлинг Д.С., Криссансен-Тоттон Дж., Кианг Н.Ю., Крисп Д., Робинсон Т.Д., ДасСарма С., Рашби А.Дж., Дель Дженио А., Бейнс В., Домагал-Голдман С.
Катлинг, округ Колумбия, и соавт.
Астробиология. 2018 июнь; 18 (6): 709-738. дои: 10.1089/аст.2017.1737. Epub 2018 20 апр.
Астробиология. 2018.
PMID: 29676932
Бесплатная статья ЧВК.
Обзор.
Приливный нагрев похожих на Землю экзопланет вокруг M-звезд: тепловая, магнитная и орбитальная эволюции.
Driscoll PE, Барнс Р.
Дрисколл П.Е. и др.
Астробиология. 2015 сен; 15 (9): 739-60. дои: 10.1089/аст.2015.1325.
Астробиология. 2015.
PMID: 26393398
Бесплатная статья ЧВК.
Формирование, обитаемость и обнаружение внесолнечных спутников.
Хеллер Р., Уильямс Д., Киппинг Д., Лимбах М.А., Тернер Э., Гринберг Р., Сасаки Т., Болмонт Э., Грассет О., Льюис К., Барнс Р., Зулуага Дж.И.
Хеллер Р. и др.
Астробиология. 2014 сен; 14 (9): 798-835. дои: 10.1089/аст. 2014.1147. Epub 2014 22 августа.
Астробиология. 2014.
PMID: 25147963
Бесплатная статья ЧВК.
Обзор.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Типы публикаций

термины MeSH

Полнотекстовые ссылки

Атыпон

Укажите

Формат:

ААД

АПА

МДА

НЛМ

Добавить в коллекции

Создать новую коллекцию
Добавить в существующую коллекцию

Назовите свою коллекцию:

Имя должно содержать менее 100 символов

Выберите коллекцию:

Не удалось загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку

Отправить по номеру

Открытие приближает ученых на один шаг к разгадке столетней тайны космических лучей

14 июля 2022 г. 20 июля 2022 г.

Астрофизики доказали, что нейтрино происходят от блазаров

Космические лучи, заряженные частицы, движущиеся почти со скоростью света из глубокого космоса, постоянно бомбардируют Землю.

Более века астрофизики пытались определить происхождение этих чрезвычайно энергичных частиц, которые в миллион раз более энергичны, чем все, что было достигнуто самым мощным в мире ускорителем частиц, Большим адронным коллайдером, недалеко от Женевы, Швейцария. Они также хотят знать, что движет ими с такой огромной силой.

Разгадка вековой тайны может стать еще на один шаг ближе благодаря новому исследованию с несколькими мессенджерами, проведенному группой ученых, в которую входит адъюнкт-профессор физики и астрономии Университета Клемсона Марко Аджелло.

Айелло и его сотрудники Сара Бусон из Университета Юлиуса-Максимилиана (JMU) Вюрцбурга в Баварии, Германия, и Андреа Трамасере из Женевского университета с беспрецедентной точностью доказали, что астрофизические нейтрино происходят от блазаров.

Мелкие частицы

Астрофизические нейтрино — это крошечные нейтральные частицы, образующиеся в результате взаимодействия космических лучей в этих экстремальных ускорителях, что делает их уникальными посланниками или сигналами, которые могут помочь определить источники космических лучей.

Поскольку космические лучи представляют собой заряженные частицы, магнитные поля галактики могут отклонять их во время их путешествия в космосе. Это делает невозможным для ученых отследить, откуда они произошли. Нейтрино, с другой стороны, имеют очень маленькую массу, нейтральны и почти не взаимодействуют с материей. Они мчатся по вселенной и могут почти бесследно путешествовать по галактикам, планетам и человеческому телу. Поскольку электромагнитные силы не влияют на них, их можно проследить до их астрофизических источников.

Астрофизик Клемсона Марко Айелло и его сотрудники с беспрецедентной точностью доказали, что астрофизические нейтрино происходят от блазаров.

В 2017 году нейтринная обсерватория IceCube, расположенная глубоко во льду на Южном полюсе, обнаружила нейтрино. Ученые отследили его до блазара TXS 0506+056. Блазары — это активные галактические ядра, питаемые сверхмассивными черными дырами, которые излучают гораздо больше радиации, чем вся их галактика. Публикация в журнале Science вызвала научную дискуссию о том, являются ли блазары ускорителями космических лучей.

Используя данные о нейтрино, полученные с помощью IceCube — самого чувствительного в настоящее время детектора нейтрино — и каталога астрофизических объектов, уверенно идентифицированных как блазары, Аджелло и его коллеги нашли убедительные доказательства того, что подмножество блазаров породило наблюдаемые нейтрино высоких энергий. Их результаты, опубликованные в The Astrophysical Journal Letters, сообщают, что вероятность этого совпадения – меньше одного случая на миллион.

«У нас была подсказка тогда (в 2017 году), а теперь у нас есть доказательства», — сказал Аджелло. 915 электрон-вольт.

Основные вехи

По словам Трамасере, открытие этих фабрик нейтрино высокой энергии представляет собой важную веху в астрофизике. «Это делает нас шагом вперед в разгадке вековой тайны происхождения космических лучей», — сказал он.

Айелло сказал, что теперь исследователи изучат эти блазары, чтобы понять, что делает их хорошими ускорителями.

Marco Ajello

Бузон сказал, что статистический анализ был сосредоточен только на самых многообещающих наборах нейтринных данных IceCube. Она ожидает, что дальнейшие сложные аналитические методы могут принести больше открытий.

Исследование также иллюстрирует важность астрономии с несколькими мессенджерами, сказал Айелло. Астрофизика с несколькими мессенджерами является одной из целей отчета Национальной академии «Пути к открытиям в астрономии и астрофизике на 2020-е годы», в котором устанавливаются исследовательские приоритеты для астрономического и астрофизического сообществ на следующее десятилетие.

На протяжении тысячелетий астрономы и астрофизики полагались на свет для изучения Вселенной. Но теперь они могут обнаруживать других «посланников», таких как космические лучи, нейтрино и гравитационные волны.

«Это как чувствовать, слышать и видеть одновременно. Вы получите гораздо лучшее понимание», — сказал Аджелло. «То же самое верно и в отношении астрофизики, потому что понимание, которое вы получаете в результате многократного обнаружения различных посланников, гораздо более подробное, чем вы можете получить только из света».

Европейский исследовательский совет профинансировал описанную работу в рамках стартового гранта, PI Сара Бусон. ID: 949555, «Картирование высокоэнергетических посланников по всей Вселенной» (MessMapp). Часть работы Аджелло над проектом финансировалась НАСА по контракту 80NSSC21K19.15.

Эта статья содержит информацию из пресс-релиза Юлиуса-Максимилиана-Университета Вюрцбурга.

Научный колледж стремится к совершенству в области научных открытий, обучения и участия, которые актуальны как на местном, так и на глобальном уровне. Науки о жизни, физические и математические науки объединяются для решения некоторых научных задач завтрашнего дня, и наш факультет готовит следующее поколение ведущих ученых.

Космические лучи близко к земле сегодня: Космические лучи сверхвысоких энергий — все самое интересное на ПостНауке

Внимание: «атмосферные» нейтроны!

Физики из России провели сверхточную «перепись» космических лучей

Воздействие космических лучей на экзопланеты землеподобного типа в близлежащих обитаемых зонах

Сохранить цитату в файл

Добавить в коллекции

Добавить в мою библиографию

Ваш сохраненный поиск

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

Полнотекстовые ссылки

принадлежность

Авторы

принадлежность

Абстрактный

Похожие статьи

72

Цитируется

Типы публикаций

термины MeSH

Открытие приближает ученых на один шаг к разгадке столетней тайны космических лучей

Мелкие частицы

Основные вехи