Jūtas tuksnesī ir sākta kosmisko staru observatorijas būvniecība, kurai vajadzētu būt 10 reizes jutīgākai nekā iepriekšējie instrumenti. “Teleskopu masīvu” veido 564 galda formas detektori, kas mērīs subatomisko daļiņu dušas, kas nokrīt uz Zemes, kad kosmiskie stari mijiedarbojas ar mūsu atmosfēru. Tas palīdzēs zinātniekiem atklāt īpaši augstas enerģijas kosmisko staru avotu.
Pateicoties divām ASV aģentūrām, kosmisko staru observatorijas būvniecība paātrinās USD 17 miljonu vērtībā uz rietumiem no Deltas, pateicoties divām ASV aģentūrām: Zemes pārvaldības birojs izsniedza atļauju, un Nacionālais zinātnes fonds apstiprināja 2,4 miljonu dolāru lielu dotāciju.
Observatorija, kas pazīstama kā teleskopa masīvs, “būs 10 reizes jutīgāka nekā iepriekšējie eksperimenti, un mēs ceram, ka tā mums ļaus beidzot atrisināt noslēpumu par šo ultraaugstās enerģijas daļiņu [kosmiskajiem stariem], kas bombardē Zemi, izcelsmi, ”Saka Pjērs Sokolskis, Jūtas Universitātes profesors un fizikas katedras vadītājs.
"Mums būs visspēcīgākais kosmisko staru detektors ziemeļu puslodē," saka Čārlijs Džui (izrunā Ray), Jūtas Universitātes fizikas profesors.
Sokolskis saka, ka jaunajai observatorijai jāsāk testa braucieni 2007. gada pavasara beigās, pilnīga darbība jāsāk līdz 2007. gada vasaras beigām un pēc tam jāveic pētījumi līdz 10 gadiem.
Līdz šim Telescope Array ir finansējis 14,4 miljoni USD no Japānas valdības. Trīs gadu 2,4 miljonu dolāru dotācija no Nacionālā zinātnes fonda ļaus Jūtas Universitātes fiziķiem pārvietot aprīkojumu uz jauno iekārtu no viņu novecojošās augstas izšķirtspējas Fly’s Eye kosmisko staru observatorijas ASV armijas Dugway Proving Ground.
Konstrukcijas un ceļi aizņems tikai 50 akrus no 400 kvadrātjūdzes eksperimenta vietas.
Trijās vietās Jūtas skolas uzticības zemē ēkās atradīsies “fluorescences detektori”, kas ir spoguļu un ierakstīšanas instrumentu komplekti, kas līdzinās nakts debesīm vājiem ultravioletiem zibspuldzēm, kas rodas, kad ienākošie kosmiskie stari skar slāpekļa, visbiežākās gāzes, atomus. Zemes atmosfērā. Katra no trim vietām atradīsies apmēram 25 jūdžu attālumā no pārējām. “Centrālā lāzera iekārtas” ēka, kas atrodas starp trim fluorescences detektoru vietām, nosūtīs lāzera starus debesīs, kad būs jākalibrē spoguļi un reģistratori.
Otra galvenā observatorijas sastāvdaļa ir “zemes bloks”, kurā ietilpst 564 galda formas scintilācijas detektori, katrs no tiem ir aptuveni 3 pēdas garš un 6 līdz 10 pēdas plats. Ierīces mērīs “gaisa dušas”, kas ir subatomisko daļiņu kaskādes, kas nokrīt uz Zemes, kad kosmiskie stari atmosfērā ieplūst slāpeklī.
Mirgojošie detektori tiks izkliedēti režģī 18 jūdžu līdz 22 jūdžu platībā uz rietumiem no Deltas. Zemes pārvaldības birojs “Pamatceļa piešķiršana / pagaidu lietošanas atļauja” ļaus zinātniekiem uzbūvēt centrālo lāzera iekārtu un uzstādīt 460 scintilācijas detektorus uz BLM zemes, kas aptver 80 procentus no novērošanas vietas. Atļauja uzstādīt pārējos 104 scintilācijas detektorus jau tika saņemta no Jūtas štata un privātiem zemes īpašniekiem. Viņiem pieder atlikušie 20 procenti izplešanās vietas.
Zinātnieki sadarbojas, nevis “izdomā to”
Jaunā kosmisko staru observatorija centīsies atbildēt uz vienu no fizikā visvairāk satraucošajiem noslēpumiem: Kas ir īpaši augstas enerģijas kosmisko staru avots, kas ir subatomiskās daļiņas, kuras ar neticamu enerģiju kliedz Zemes atmosfērā?
Kosmiskie stari ir ķīmisko elementu, galvenokārt ūdeņraža un hēlija, atomu kodoli - atomi, no kuriem atdalīti elektroni. Atmosfēra neļauj viņiem trāpīt Zemei, un pat ja viņi varētu, viņi varētu rāvējslēdzi cauri nepamanītam cilvēkam. Bet, ja galvu varētu trāpīt vienots ļoti augstas enerģijas kosmiskais stars, tas justos kā ātrs beisbols.
Daži kosmiski stari nāk no zvaigznēm, kuras eksplodē kā supernovas. Bet īpaši augstas enerģijas kosmiskie stari ir jaudīgāki, un tie acīmredzami nāk no visuma tālām vietām. Sokolskim ir aizdomas, ka tie cēlušies no “aktīviem galaktikas kodoliem”, kas ir supermasīvi melnie caurumi, kas veidojas, kad galaktiku centros uzbrūk apmēram 1 miljards sabrukušu zvaigžņu. Pie citiem iespējamiem avotiem var minēt triecienviļņus no sadurstošām galaktikām, trokšņainās radioviļņus izstarojošās galaktikas, eksotiskus avotus, piemēram, teorētiskas kosmiskās virknes, un masīvo daļiņu sabrukšanu, kas palikušas no “lielā sprādziena”, pēc zinātnieku domām, tika izveidots Visums pirms aptuveni 13 miljardiem gadu.
Teleskopa masīvs apvienos divas tehnoloģijas, kas ir saskaitījušas pārsteidzoši atšķirīgu ultraaugstas enerģijas kosmisko staru skaitu, kas sasniedz Zemi. Japānas kosmisko staru observatorija AGASA ir atklājusi 10 reizes vairāk no tām nekā augstas izšķirtspējas mušu acs. Sokolskis saka, ka lielais skaits, ko izmēra AGASA, norāda, ka avots atrodas Visumā salīdzinoši netālu, taču nav zināmi astronomiski objekti, kas varētu būt avots.
Tātad teleskopa masīvā būs fluorescences detektori, piemēram, tie, ko izmanto augstas izšķirtspējas mušas acī, un scintilācijas detektori, piemēram, tie, ko izmanto AGASA.
"Šis eksperiments ir unikāls tādā ziņā, ka tā ir divu sākotnēji konkurējošu zinātnes grupu savienība: japāņu grupa un amerikāņu grupa, kas desmit gadu laikā veica divus atsevišķus eksperimentus un nāca klajā ar savstarpēji nesavienojamiem rezultātiem," stāsta Sokolskis. "Tādu zinātnisko centienu vēsturē, protams, ir neparasti, ka tā vietā, lai to mūžīgi nomelnotu, viņi nolēma apvienot spēkus un kopīgi izveidot eksperimentu, lai atrisinātu atšķirības."
Augstas izšķirtspējas mušas acs un AGASA ir sasniegušas savu lietderīgās lietošanas laiku - ir nepieciešami jaudīgāki instrumenti - un augstas izšķirtspējas mušas acs darbība kļuva apgrūtināta pēc 2001. gada 11. septembra, teroristu uzbrukumiem Ņujorkai un Vašingtonu. Dugvejs veic pētījumus par aizsardzību pret ķīmiskajiem un bioloģiskajiem ieročiem, un stingrāki ierobežojumi neļāva universitātes ārvalstu absolventiem apmeklēt šo vietni.
BLM: Apsekojiet savvaļas dzīvniekus, izmantojiet kopētāju, lai instalētu dažas iekārtas
Izsniedzot atļauju, BLM pieprasīja Jūtas Universitātei veikt apsekojumus un aizsargāt kultūras resursus, apdraudētos un apdraudētos augus, kā arī savvaļas dzīvniekus, piemēram, kompleksa lapsas, plēsošās pūces un izvarotājus, saka Sokolskis.
Observatorijas celtnieki, lai uzstādītu scintilācijas detektorus, izmantos helikopterus - nevis visurgājējus -, un “mēs esam vienojušies tos uzturēt vai nu ar kājām, vai ar zirgu”, vietās, kur nav piekļuves ceļam, saka Sokolskis. Helikopteri tiks izmantoti, ja rodas nopietnas problēmas ar detektoru, bet tas, domājams, būs neparasts. Zinātniekiem jāveic arī digitālās fotogrāfijas, kad viņi apmeklē detektoru vietu un uzrauga visas izmaiņas laika gaitā.
Šeit ir dažādu teleskopu masīva komponentu statuss:
* Observatorijas būvniecība tika sākta 2004. gada augustā, pirmajā no trim fluorescences detektoru vietām, kas atradās augšpusē Melnā klints Mesā apmēram 13 jūdzes uz dienvidrietumiem no Deltas. Ēka ir pabeigta, un ir uzstādīti daudzi spoguļi. Black Rock fluorescences detektors tiks pabeigts līdz šīs vasaras beigām.
* Otrā fluorescences detektora būvniecība tika sākta 2005. gada decembrī Long Ridžā, 30 jūdzes uz dienvidrietumiem no Delta. Ēka tiks pabeigta līdz vasaras beigām, un spoguļi tiks uzstādīti pirms ziemas.
* Atšķirībā no Black Rock Mesa un Long Ridge detektoriem, kas tiek būvēti par Japānas līdzekļiem, trešo fluorescences detektoru uzbūvēs Jūtas Universitāte, izmantojot Nacionālā zinātnes fonda piešķīrumu. Ar nosaukumu Middle Drum, tas atrodas 25 jūdzes uz ziemeļrietumiem no Delta. Vietnes sagatavošanai vajadzētu sākt augustā, un vienā vai vairākās ēkās līdz decembrim būtu pabeigti spoguļi, saka Sokolskis. Spoguļi un cits aprīkojums ir jānoņem no augstas izšķirtspējas mušas acs Dugvejā, jātīra un jāpārveido Soltleiksitijas noliktavā un pēc tam līdz nākamajai vasarai jānogādā vidējā bungavietā.
* Centrālā lāzera iekārta, kas atrodas vienādā attālumā no trim fluorescences detektoriem, tiks uzcelta no augusta, un tai vajadzētu būt pabeigtai aptuveni mēneša laikā.
* Paredzēts, ka scintilācijas detektoru uzstādīšana BLM zemē sāksies jūlija beigās vai augusta sākumā, tiklīdz aģentūra iegūs nepieciešamo savvaļas dzīvnieku apsekojumu rezultātus, saka Sokolsky. Pirmie 200 scintilācijas detektori jau ir uzbūvēti un tiek glabāti laukā Deltā, izskatās “kā milzu lauks, pilns ar slimnīcu gultām”, viņš piebilst. Viņi tiks nogādāti pieturvietās, un pēc tam helikopters tos pacels savā vietā. Sokolskis saka, ka atlikušie 364 scintilācijas detektori tiks uzstādīti līdz decembrim.
* Universitāte ir atvērusi Millarda apgabala kosmisko staru centru Deltā, izmantojot 150 000 USD valsts un privātus līdzekļus ēkas iegādei un aprīkošanai. Tur tiek montēti scintilācijas skaitītāji un glabāti blakus esošā, īrētā laukā, bet centrā galvenokārt atradīsies eksponāti, lai izglītotu sabiedrību par kosmisko staru pētījumiem.
