Устройството улавя мюоните от атмосферни каскади и е подходящо дори

Устройството улавя мюоните от атмосферни каскади и е уместно даже за учебни лаборатории.

Космическите частици минават през земната атмосфера всеки ден и нормално се улавят от големи и скъпи машини. Но физикът от Университета на Делауеър Спенсър Аксани е измислил метод да направи този лов съвсем джобен: неговият детектор CosmicWatch се побира в ръката и в действителност разрешава да се прави „ галактическа физика “ освен в огромните лаборатории, само че и в учебните клубове.

Източниците на тези частици се намират надалеч оттатък Земята. Високоенергийните галактически лъчи се раждат при най-екстремните събития във Вселената, като експлоадирания на гама лъчи и детонации на свръхнови. Когато тези лъчи се сблъскват с атомите в горните пластове на атмосферата, се получава каскада от вторични частици. CosmicWatch се занимава с една от тях – мюоните.Всеки път, когато мюон премине през устройството, то излъчва светлинен сигнал и записва събитието.

Основното в тази история е освен миниатюризацията, само че и цената. Според университета устройството е съединено от електронни съставни елементи на стойност към 100 $. Самият детектор по размери е сравняван с дребна кутия бисквити. Рядък случай науката да направи входния билет за „ частичната “ физика толкоз наличен.

Първоначално Аксани е замислил CosmicWatch като на ниска цена инструмент за образование. Преносимият му формат обаче ненадейно го направи потребен и за действителни интернационалните опити в региона на астрофизиката. Според създателя сходни детектори разрешават да се вършат доста повече измервания на доста по-ниска цена, а тяхната гъстота и преносимост откриват нови типове опити и формати за разпространение на науката.

Мюоните са забавни освен като диря от галактически произшествия. Тъй като тези частици са в положение да минават през твърдите обекти съвсем без отклоняване, те се употребяват и на Земята, с цел да „ осветят “ скрити структури. Един прочут образец датира от 2016 година: благодарение на мюонни изображения учените откриха незнаен до момента кулоар в Голямата пирамида в Гиза.

Обикновено мюонните детектори наподобяват по доста друг метод. Те са огромни и скъпи системи, заради което съвсем постоянно остават в университетите и изследователските центрове. Аксани отбелязва в известие на университета, че в типична образователна лаборатория за такива измервания се употребява стелаж за електроника с размерите на дребна книжна етажерка.

Проектът стартира през 2017 година, когато Аксани е аспирант в Масачузетския софтуерен институт и желае да сътвори дребен и маломощен мюонен детектор за обсерваторията IceCube в Антарктида. Когато излиза наяве, че устройството може да бъде направено доста на ниска цена, концепцията прераства в просветителна самодейност. След като се реалокира в Университета на Делауеър през 2022 година, той продължава да усъвършенства устройството и неотдавна показа трета версия, дружно със публикация, описваща актуализациите, в Journal of Instrumentation. Съобщава се, че новата версия събира данните по-бързо, може да следи параметрите на околната среда и да устоя на високи равнища на радиация.

Най-амбициозното направление в този момент е обвързвано с измерването не на вторичните, а на първичните галактически лъчи. Разработката се приспособява за инсталиране на ракети и галактически кораби. Аксани споделя, че от началото на плана към този момент са съединени хиляди такива детектори, и се надява, че това ще стане основа за световна „ гражданска просвета “, която да помогне за по-доброто схващане на това, което се случва в най-суровите кътчета на космоса.