Ғарыштық сәулелер: Әлемнен келетін жоғары энергиялы бөлшектер

Жоғары энергетикалық бөлшектер» дегеніміз не ?

Біздің күнделікті өмірде энергияның өлшем бірлігі Джоуль (Дж).Сондай –ақ Ватт деген өлшем бірлікті білеміз. Ол Қуаттың өлшем бірлігі. Қуат дегеніміз уақыт бірлігінде қанша энергия қолданылатындығы. Бірақ бұл өлшем бірлік, элементар бөлшектер үшін; массасы өте аз, протон мен электрон, өте ыңғайсыз.

Бөлшектер физикасы мен ғарыштық сәулелер физикасында энергияның өлшем бірлігі болып электрон Вольт (эВ) табылады. 1 эВ - ол электрон немесе протонның 1 Вольт кернеулікке ұшырайтын жиналған энергиясы. Мысалы: егер 4,5 V вакуумдағы батареяның полюстерінің арасына протон салып қойсақ, сонда протон кернеулікпен үдетіліп, 4,5 эВ энергияға ие болар еді.

Бұл өте жоғары энергия. Электрон мен протон Күннің ыстық тәжіндегі, температурасы 1 миллион градус, орташа шамамен 100эВ энергияға ие. Ал біз ғарыштық сәулелер туралы айтсақ, олардың энергиясы әлде қайда жоғары. Оларды Жерде тіркеу үшін,ғарыштық сәулелер атмосфераның жоғарғы қабатында минималды 450 млн. эВ энергияға ие болуы керек. (аббревиатура: 450 Мэв ол – Мега – электрон Вольт.)

Ғарыштық сәулелер

Ғарыштық сәулелер – Жерге ұшып келетін, саналған, және біз олардың «энергетикалық спектрін», әртүрлі өлшемдер үшін білеміз. Бұл сан – бөлшектерді энергиясына байланысты құрастырма бақылаулардың кең көлемде жүргізілгендігінің куәсі бола алады. Ғарыштық сәулелердің байқалған ең жоғарғы энергиясы 100 миллиартын милларды эВ шамасында (10 ²º эВ)! Бұл энергия тенис добын 100 км/сағ жылдамдықпен лақтырылғанға тең, ал ғарыштық сәулелердің жоғарғы энергия жағдайында, ол болмас тек қана протонға концентрацияланады.

Бұл бөлшектін шығу тегі алуан түрлі:

• Ғарыштық сәулелер энергиясы бірнеше миллиард эВ (109 эВ, аббревиатура: ГэВ= Гига электрон Вольт) Күннен және галактиканың басқада энергия көздерінен келеді. Бұл аумақта спектр иілген, себебі күн жүйесіндегі ғарыштық сәулелерге еркін кіру Күннің магнит өрісіне әсерін тигізеді.
• Тұрақты ғарыштық сәулелер ағымы Күннен келмейді, бірақ олар біздің Галактиканың энергия көздерінен немесе оның арғы жағынан да келуі мүмкін. Энергиясы 10 ГэВ әлдеқайда жоғарғылар үшін Күн жүйесіне кірудің, Күннің магнит өрісімен ешқандай байланысы жоқ. Бұл бөлшектер спектрі жалпақ болады және графикте түзу сызық. Учаскесі – бөлшектер лагорифімін елестететін болғандықтан, бөлшектер ағымы энергияның лагарифіміне тәуелді, шын мәнісінде энергияның : F(E) ~ E-р- осы аумағында қуат –спектр болып табылады.li>
• Егер зер салып қарайтын болсақ,онда мынаны айтуға болады, қуаты төмен болған кезде ажыраулар пайда болады. Мысалы: 3х1015 (бұл ғарыштық сәулелер спектрінде «тізе» деп аталады), және 1020 эВ
  (бұдан былай «сирақ»). Бәлкім, осы ерекшеліктер ғарыштық сәулелердің шығу тегінің әртүрлілінінің белгісі болады. Энергиясы 1015 эВ әлдеқайда жағары протондар және 1018 эВ иондар , жорамал бойынша біздің Ғаламнан келмейді.