Construcția a început pe un observator de raze cosmice în deșertul Utah, care ar trebui să fie de 10 ori mai sensibil decât instrumentele anterioare. „Array Telescope” este format din 564 de detectoare în formă de masă, care vor măsura dușurile de particule subatomice care cad pe Pământ atunci când razele cosmice interacționează cu atmosfera noastră. Acesta va ajuta oamenii de știință să descopere sursa de raze cosmice cu energie ultrahigh.
Construcția se accelerează pe un observator de raze cosmice de 17 milioane de dolari la vest de Delta, Utah, datorită a două agenții americane: Biroul de Management al Terestrei a emis un permis, iar Fundația Națională a Științei a aprobat o subvenție de 2,4 milioane de dolari.
Cunoscut sub numele de Telescope Array, observatorul „va fi de 10 ori mai sensibil decât experimentele anterioare și sperăm că ne va permite să rezolvăm în sfârșit misterul originii acestor particule de energie ultrahigh [raze cosmice] care bombardează Pământul, ”Spune Pierre Sokolsky, profesor și președinte de fizică la Universitatea din Utah.
„Vom avea cel mai puternic detector de raze cosmice din emisfera nordică”, spune Charlie Jui (pronunțat Ray), profesor de fizică al Universității din Utah.
Sokolsky spune că noul observator ar trebui să înceapă testarea la sfârșitul primăverii 2007, să înceapă operațiunea completă până la sfârșitul verii 2007 și apoi să efectueze cercetări de până la 10 ani.
Până în prezent, Telescope Array a fost finanțat cu 14,4 milioane de dolari de la guvernul Japoniei. Subvenția de trei ani, de 2,4 milioane de dolari, de la Fundația Națională a Științei, îi va permite fizicienilor Universității din Utah să se mute în noua instalație din observatorul lor de raze cosmice de înaltă rezoluție Fly Fly's Eye de pe terenul de probă al armatei americane.
Structurile și drumurile vor ocupa doar 50 de acri din experimentul de 400 de mile pătrate.
În trei locații din terenurile de încredere ale școlii din Utah, clădirile vor adăposti „detectoare de fluorescență”, care sunt seturi de oglinzi și instrumente de înregistrare care se uită pe cerul nopții pentru sclipiri ultraviolete slabe care apar atunci când razele cosmice de intrare lovesc atomii de azot, gazul cel mai abundent în atmosfera Pământului. Fiecare dintre cele trei site-uri va fi la aproximativ 25 de mile de celelalte. O clădire „instalație laser centrală”, situată între cele trei site-uri de detector de fluorescență, va trimite fascicule laser spre oră atunci când oglinzile și înregistratoarele trebuie calibrate.
Cealaltă componentă principală a observatorului este o „tablă la sol” de 564 de detectoare de scintilație în formă de masă, fiecare cu aproximativ 3 metri înălțime și 6-cu-10-metri lățime. Dispozitivele vor măsura „dușuri de aer”, care sunt cascade de particule subatomice care cad pe Pământ atunci când razele cosmice se trântesc în azot în atmosferă.
Detectoarele de scintilație vor fi răspândite într-o grilă pe o zonă de 18 mile pe 22 de mile la vest de Delta. Biroul de gestionare a terenurilor „acordarea dreptului de drum / permisul de utilizare temporară” va permite oamenilor de știință să construiască instalația laser centrală și să instaleze 460 de detectoare de scintilație pe terenurile BLM, care acoperă 80% din locul observatorului. Permisiunea de instalare a celorlalți 104 detectori de scintilație a fost deja obținută de la statul Utah și proprietarii privați. Dețin restul de 20 la sută din site-ul de extindere.
Oamenii de știință cooperează în loc de „Îndepărtează-l”
Noul observator de raze cosmice va căuta să răspundă la unul dintre cele mai periculoase mistere din fizică: Care este sursa de raze cosmice cu energie ultrahigh, care sunt particule subatomice care vin să urle în atmosfera Pământului cu o energie incredibilă?
Razele cosmice sunt nuclee atomice - atomi dezbrăcați de electronii lor - de elemente chimice, în principal hidrogen și heliu. Atmosfera îi împiedică să lovească Pământul și, chiar dacă ar putea, ar putea trece printr-o persoană neobservată. Dar dacă o singură rază cosmică ultra-înaltă energie ar putea să-ți lovească capul, s-ar simți ca un baseball cu pas rapid.
Unele raze cosmice provin de la stele care explodează ca supernovele. Dar razele cosmice cu energie ultrahigh sunt mai puternice și, aparent, provin din îndepărtările îndepărtate ale universului. Sokolsky suspectează că provin din „nuclee galactice active”, care sunt găuri negre supermasive formate atunci când aproximativ 1 miliard de stele se prăbușesc în centrele galaxiilor. Alte surse posibile includ valuri de șoc provenite din galaxii care se ciocnesc, galaxii zgomotoase care emit radiații de unde, surse exotice, precum șiruri cosmice teoretizate și descompunerea particulelor masive rămase din „big bang”, oamenii de știință spun că au creat universul în urmă cu aproximativ 13 miliarde de ani.
Arhiva telescopului va contopi două tehnologii care au numărat în mod izbitor de diferite raze cosmice cu energie ultrahigh care ajung pe Pământ. Observatorul de raze cosmice AGASA din Japonia a depistat de 10 ori mai multe decât Ochiul de muscă de înaltă rezoluție. Sokolsky spune că numărul mare măsurat de AGASA presupune că sursa este relativ aproape în univers, dar nu există obiecte astronomice cunoscute care ar putea fi sursa.
Așadar, Telescope Array va include detectoare de fluorescență precum cele utilizate în Eye-Fly de înaltă rezoluție și detectoare de scintilație precum cele utilizate la AGASA.
„Acest experiment este unic în sensul că este unirea a două grupuri științifice concurente inițial: un grup japonez și un grup american care a desfășurat două experimente separate timp de un deceniu și au venit cu rezultate reciproc incompatibile”, spune Sokolsky. „Cu siguranță este neobișnuit în istoria eforturilor științifice de genul acesta, încât, în loc să-l ducă pentru totdeauna, au decis să se alăture forțelor și să construiască împreună un experiment pentru a rezolva diferențele.”
Ochiul de muscă de înaltă rezoluție și AGASA au ajuns la sfârșitul vieții lor utile - sunt necesare instrumente mai puternice - și operarea Ochiului de muscă de înaltă rezoluție a devenit dificilă în urma atacurilor teroriste din 11 septembrie 2001. și Washington. Dugway desfășoară cercetări privind apărarea împotriva armelor chimice și biologice, iar restricțiile mai stricte au împiedicat studenții absolvenți străini ai universității să viziteze site-ul.
BLM: Studiază animale sălbatice, folosește copter pentru a instala unele echipamente
În eliberarea autorizației, BLM a solicitat Universității din Utah să efectueze sondaje pentru și să protejeze resursele culturale, plantele pe cale de dispariție și amenințate, precum și faună sălbatică, cum ar fi vulpile trăsnitoare, bufnitele și rapitoarele, spune Sokolsky.
Constructorii de observatori vor folosi elicoptere - nu vehicule de teren - pentru a instala detectoarele de scintilație și „am fost de acord să le menținem fie pe jos, fie pe cal” în locuri fără acces rutier, spune Sokolsky. Elicopterele vor fi utilizate în cazul în care o problemă majoră se dezvoltă cu un detector, dar care se așteaptă să fie neobișnuit. Oamenii de știință sunt, de asemenea, obligați să facă fotografii digitale atunci când vizitează un site de detectare și să monitorizeze eventualele modificări în timp.
Iată starea diferitelor componente ale Array-ului telescopului:
* Construcția observatorului a început în august 2004 la primul dintre cele trei site-uri de detector de fluorescență, situate deasupra Black Rock Mesa, la aproximativ 13 mile sud-sud-vest de Delta. Clădirea este completă și multe dintre oglinzi au fost instalate. Detectorul de fluorescență Black Rock va fi finalizat până la sfârșitul verii.
* Construcția celui de-al doilea detector de fluorescență a început în decembrie 2005 la Long Ridge, la 30 de mile sud-vest de Delta. Clădirea va fi finalizată până la sfârșitul verii, iar oglinzile vor fi instalate înainte de iarnă.
* Spre deosebire de detectoarele Black Rock Mesa și Long Ridge, care sunt construite cu fonduri japoneze, al treilea detector de fluorescență va fi construit de Universitatea din Utah, cu ajutorul grantului National Science Foundation. Denumit Middle Drum, este situat la 25 de mile nord-vest de Delta. Pregătirea amplasamentului ar trebui să înceapă în august, cu una sau mai multe clădiri care să țină oglinzi complete până în decembrie, spune Sokolsky. Oglinzile și alte echipamente trebuie scoase din Ochiul Fly de înaltă rezoluție la Dugway, curățate și modificate într-un depozit din Salt Lake City, apoi transportate pe site-ul Drum Middle până în vara anului viitor.
* Instalația laser centrală - situată echidistantă de la cele trei detectoare de fluorescență - va fi construită începând cu luna august și ar trebui să fie terminată în decurs de o lună.
* Instalarea detectoarelor de scintilație pe terenurile BLM este de așteptat să înceapă la sfârșitul lunii iulie sau la începutul lunii august, odată ce agenția va obține rezultatele sondajelor necesare faunei sălbatice, spune Sokolsky. Primii 200 de detectori de scintilație au fost deja construiți și sunt depozitați într-un câmp din Delta, arătând „ca un câmp uriaș plin de paturi de spital”, adaugă el. Vor fi transportați în zonele de amenajare și apoi ridicate în elicopter. Sokolsky spune că restul de 364 de detectoare de scintilație vor fi instalate până în decembrie.
* Universitatea a deschis Centrul Județean Cosmic Ray Millard în Delta, folosind 150.000 de dolari în fonduri de stat și private pentru a cumpăra și echipa o clădire. Contoarele de scintilație sunt asamblate acolo și depozitate într-un câmp adiacent închiriat, dar centrul va găzdui în primul rând exponate pentru a educa publicul despre cercetarea cu raze cosmice.
