Рядко има слънчева светлина в дома на Спенсър Аксани, когато

Рядко има слънчева светлина в дома на Спенсър Аксани, когато той се надига от леглото, с цел да влезе в имейла си. Аксани е помощник по физика в университета на Делауеър, само че не с проекти за уроци или ръкописи той прекарва тези ранни сутрини. Вместо това той написа премислени отговори на непрекъснат поток от известия за детектор с размер на длан, който създава през 2016 година, наименуван CosmicWatch.

Вместо да демонстрира времето, CosmicWatch оказва помощ на възпитаници по целия свят да разпознават един от най-разпространените и загадъчни типове частици на планетата: галактическите лъчи. Въпреки че името им може да извиква облици на далечни слънчеви лъчи, тези частици въобще не са фотони (частици, които придвижват светлина), а вместо това съставляват примес от високоенергийни частици и ядра, които валят върху Земята във всеки миг от дълбокото в космоса.

Когато ударят земната атмосфера, те се разпадат на вторични частици като мюони, фундаментални субатомни частици, заредени по сходен метод като електрон, само че повече от 200 пъти по-тежки.

Но макар повсеместното им разпространяване по света, учените към момента не са разбрали произхода на всички галактически лъчи. За по-често срещаните частици с сила под 10 18 eV (енергия, по-голяма от лъча на Големия адронен колайдер, само че не задоволително мощна, с цел да задвижи 100-ватова електрическа крушка) учените могат решително да посочат свръхновите като начална точка. Въпреки това, частици с по-висока сила от тази са извънредно редки и надалеч надвишават всичко, което към този момент известните астрофизични феномени биха могли да основат.

Това значи, че източникът на галактически лъчи може да разкрие напълно нов тип физика, споделя Аксани. „ Въпреки че може към момента да не знаем изцяло от кое място идват, можем да използваме вторичните частици, които създават, когато ударят нашата горна атмосфера, с цел да изследваме извънредно необятен диапазон от физика “, споделя Аксани пред Popular Mechanics. „ Надяваме се да подобрим нашето схващане за физиката на неутриното, да търсим признаци на тъмна материя и даже да изследваме земните резултати, свързани с нашата атмосфера. “

За да създадат това, учени като Аксани и Матиас Плум, помощник по физика в Училището по мини и технологии в Южна Дакота, се обръщат към детектори на галактически лъчи от всевъзможен размер. За Плум това значи потреблението на големи детектори като обсерваторията Pierre Auger в Аржентина и обсерваторията IceCube на Южния полюс. Когато става въпрос за хващане на редки галактически лъчи, размерът на детектора в действителност има значение, споделя Плъм.

„ Ако желаете да мерите единствено приблизително енергийни частици, няколко квадратни километра са добре “, споделя Плъм. „ Но в случай че желаете да отидете след тези с в действителност, в действителност най-висока [енергия], тогава говорите за благи и благи. Като размера на дребните страни. Това е по този начин, тъй като една високоенергийна парченце галактически лъч пада почти на един квадратен километър на век, споделя Плъм. За да ги хванете в деяние, мрежата ви би трябвало да е необикновено огромна.

За обсерваторията Pierre Auger може да отнеме на откривателите няколко часа, с цел да се движат сред детекторните масиви. Малки, само че мощни детектори има по целия свят. За тях Плъм споделя, че ръчните детектори и огромните детектори не се разграничават прекалено много един от различен под капака. Когато галактическите лъчи минават през огромен или дребен детектор, те оставят дребен пръстов отпечатък от пътуването си, който кодира както времето, през което са минали през детектор, по този начин и силата, която са имали освен това.

Чрез назад инженерство на тези данни учените работят, с цел да проследят произхода на галактическите лъчи надълбоко във Вселената. Въпреки че планът на Аксани няма силата да улови частици с доста висока сила, той към момента играе значима роля в подпомагането на учениците да научат за този вид физика от първа ръка посредством разкриване на мюони. Тези неугледни детектори с размер на длан наподобяват като външни твърди дискове, костват единствено $100 за създаване и работят, като записват, когато мюоните удрят силициев фотоумножител и мигат с дребна светлина, с цел да предупредят потребителя.

Студенти по целия свят са изследвали взаимоотношенията на галактическите лъчи надълбоко в станциите на метрото, във въздуха на борда на самолети и балони и даже в атмосферата на Земята на борда на ракета. „ Не всеки има достъп до ускорител на частици, само че в случай че не живеете на няколко километра подземен, имате достъп до високоенергийните частици [като мюони] “, споделя Аксани.

Тъй като всеки обособен консуматор основава тези детектори, вместо компания да ги създава всеобщо, Аксани споделя, че може да има някои дребни разлики сред устройствата, които изискват премахване на неизправности. Това е като да сглобявате маса на Ikea, само че да поставите погрешно един винт. В последна сметка това е част от насладата от плана, споделя той.

В новата си роля в Университета на Делауеър Аксани споделя, че е разчувствуван най-сетне да разшири този план, с цел да свърже тези детектори и техните консуматори по нов метод посредством това, което той назовава „ CosmicNet “. Това ще разреши на потребителите да споделят данни и да вършат още по-широки открития за придвижването на мюони по света, което би могло да помогне на любопитните консуматори да събират данните на другия, с цел да създадат нови открития – да вземем за пример по какъв начин се трансформират скоростите на мюони по време на слънчеви изригвания.

Тъй като и огромните, и дребните детектори за галактически лъчи минават през надстройки през идващите години, те даже може да си сътрудничат по нови способи, споделя Плъм, в това число проучване на районите с по-ниска сила на детектора IceCube.