Olimlar sirli kosmik nurni o‘rganishdi
© iStock.com / tusumaru
Obuna bo‘lish
Rossiyalik fiziklar sirli kosmik nurni o‘rganishdi.
TOShKENT, 26 noya — Sputnik. Vladislav Strekopitov. Telescope Array xalqaro hamkorligi Koinotning cho‘l hududidan kelayotgan o‘ta yuqori energiyali kosmik nurni o‘rganish natijalarini e’lon qildi. Rossiya Fanlar akademiyasining Yadro tadqiqotlari instituti olimlari noyob hodisani jismoniy talqin qilishda hal qiluvchi rol o‘ynadi.
Kosmik nurlar
Kosmik nurlar — bu yuqori energiyali zarralar va atom yadrolarining oqimlari. Ularning manbalari, olimlarning fikriga ko‘ra, gamma-nurlari portlashlari bo‘lishi mumkin — koinotdagi eng yirik portlovchi hodisalar, galaktikalar markazidagi o‘ta massali qora tuynuklar, shuningdek, kuchli magnit maydonga ega neytron yulduzlari.
Koinot nurlarining zarralari Yer atmosferasiga kirib, azot va kislorod atomlarining yadrolari bilan to‘qnashib, ko‘p sonli ikkilamchi zarrachalarni hosil qiladi. Ular, o‘z navbatida, keyingi parchalanish kaskadlarining manbai bo‘ladi. Bunday hodisalar keng havo yomg‘irlari deb ataladi.
Ba’zida havo yomg‘irlari paytida dastlabki zarracha o‘n kvadrat kilometrgacha bo‘lgan maydonda yer yuzasiga tushadigan milliardlab ikkilamchi zarrachalarni hosil qiladi. Havo yomg‘irlarini kuzatish uchun maxsus qurilmalar — fluoressent teleskoplar bilan birlashtirilgan sirt detektorlari majmualari qurilmoqda.
Telescope Array rasadxonasi 700 kvadrat kilometr maydonda bir-biridan 1,2 kilometr masofada joylashgan 507 ta sirt detektorlaridan iborat (har biri uch kvadrat metr maydonda). Asosiy parametrlarni — kelish vaqti va asboblarning har biri tomonidan qabul qilingan signalning kattaligini tahlil qilib, olimlar kosmik nurlarning kelish yo‘nalishini va energiyasini hisoblab chiqadilar.
Yana bir "Xudo zarrasi"
Odatda, kosmik nur zarrachalarining energiyasi o‘n MeV dan o‘n GeV (106-109 eV) gacha, ba’zan undan ham yuqori bo‘ladi. O‘ta yuqori energiyaga ega bo‘lgan zarralar — birdan ortiq ekzaelektronvolt (bir EeV = 1018 eV) — juda kam uchraydi. Bu eng kuchli texnogen tezlatgich — Katta adron kollayderida erishilganidan million barobar ko‘pdir, u yerda ular fizikaning standart modelini to‘ldiradigan "Xudo" zarrasi - Xiggs bozonini topdilar. 1020 eV dan yuqori energiyaga ega bo‘lgan zarrachalarni kuzatish mutlaqo noyobdir.
Birinchi shunday ultra yuqori energiyali (3 x 1020 elektron volt) zarracha 1991-yil 15-oktabrda Yuta shtatidagi Dagvey sinov poligonida “Telescope Array”dan oldingi Fly's Eye Cosmic Ray Detector nurlar detektori yordamida aniqlangan.
Bu kashfiyot olimlarni shu qadar hayratda qoldirdiki, zarrachaga Oh-My-God (“Ey Hudoyim!”) nomi berildi.
Fiziklar olamdagi qanday hodisalar juda yuqori energiya zarralari bilan bog‘liqligini hali bilishmaydi. Bunday hodisalar, birinchi navbatda, qiziqarli, chunki rekord energiya tufayli ular kosmik magnit maydonlar tomonidan kamroq chayqaladi va, ehtimol, bizga Galaktikadan tashqaridan keladi. Bu shuni anglatadiki, ular ekstragalaktik obyektlar haqida ma’lumot olish uchun mutlaqo yangi kanal bo‘lib xizmat qilishi mumkin.
O‘ta yuqori energiyali kosmik nurlarni kuzatish "yangi avlod astronomiyasi"ga aylanadi va, ehtimol, kelajakda standart model chegaralarini bosib o‘tishga imkon beradi degan fikr bor.
Yangi kosmik sir
2021 yilning may oyida 2008-yilda “Pashshaning ko‘zi” o‘rnini egallagan Telescope Array qurilmasi yana bir favqulodda hodisani – 2,44 x 1020 eV energiyaga ega zarrachaning kelishini qayd etdi. Tongda paydo bo‘lganligi sababli, uni kashf etgan Osaka universitetining yapon olimlari Sinto panteonining quyosh ma’budasi sharafiga Amaterasu nomini berishdi.
Yerga asoslangan detektorlar bir-biridan sezilarli masofada joylashganligiga qaramay, jami 23 ta qurilma vaqt farqi bilan mikrosekundlik signalni qayd etdi. Bunday natija shuni ko‘rsatadiki, u aynan bitta ultra yuqori energiya zarrasi tomonidan yaratilgan havo yomg‘irlari edi.
Ma’lumotlarni tahlil qilishda AQSh, Yaponiya, Janubiy Koreya, Belgiya va Rossiya olimlari ishtirok etdi. Natijalar Science jurnalida chop etildi.
Birinchi bosqichda Rossiya Fanlar akademiyasining Yadro tadqiqotlari instituti olimlari mashinani o‘rganish usullaridan foydalangan holda Telescope Array detektorlarining yerga asoslangan massivining barcha stansiyalaridan olingan signalni qayta ishlashdi. Natijalar shuni ko‘rsatdiki, bu zarracha proton yoki atom yadrosi bo‘lishi mumkin.
“Bu zarracha gamma kvant bo‘la olmasligi yuqori darajadagi aniqlik bilan aniqlandi. Bu bizga uni zarralar fizikasining standart modelidan tashqari biron bir jarayon bilan bog‘lashimizga imkon bermaydi", — deydi tadqiqot ishtirokchilaridan biri Ivan Xaruk.
Ikkinchi bosqichda zarrachaning kelishi trayektoriyasi koinotning uch o‘lchovli xaritasi bilan bog‘liq edi. Ma’lum bo‘lishicha, hisob-kitoblarga ko‘ra, zarracha kelgan yo‘nalishda kuchli nurning potensial manbai bo‘lishi mumkin bo‘lgan biron bir obyekt yo‘q.
“Aniqlanishicha, zarra mahalliy Koinotdagi bo‘sh hududdan kelgan. Bu uning manbadan juda kuchli og‘ishini ko‘rsatadi va shuning uchun zarracha katta zaradga ega bo‘lgan atom yadrosi bo‘lish ehtimoli yuqori. Bu, o‘z navbatida, uning manbasi aniq aniqlanmagan bo‘lsa-da, bizning Galaktikamizga nisbatan yaqin ekanligini ko‘rsatadi”, — deydi maqolaning yana bir muallifi, shu laboratoriya tadqiqotchisi Mixail Kuznetsov.
Ilgari Telescope Array tomonidan aniqlangan o‘ta yuqori energiyali zarralarning aksariyati, asosan, katta ayiq yulduz turkumi yo‘nalishi bo‘yicha bir xil 20 graduslik zonadan kelgan. Endi yo‘nalish butunlay boshqacha.
Olimlar Amaterasu zarrasini keyingi o‘rganishni kutmoqdalar. xususan, uning koinot bo‘ylab tarqalishini kompyuterda modellashtirish barcha ultra yuqori energiyali kosmik nurlarning mumkin bo‘lgan manbalari doirasini cheklash imkonini beradi.
Kelajak rejalari
Telescope Array tajribasi davom etmoqda. Ular TA x 4 deb nomlangan o‘rnatishni modernizatsiya qilish loyihasi doirasida ultra yuqori energiyali zarrachalar manbalarini batafsilroq o‘rganishni rejalashtirmoqdalar — maydonni to‘rt baravar oshirish bilan.
Rossiyalik olimlar o‘zlari ishlab chiqqan usullar, mashinani o‘rganishga asoslangan holda, yuqori aniqlik bilan tahlil qilish va ultra yuqori energiyali kosmik nurlar: protonlar yoki og‘irroq yadrolar nima ekanligini tushunishga imkon beradi.
“Juda yuqori energiyali kosmik nurlarning qayd etilishi ilgari tadqiqot olib borilmagan hududlarda yangi zarralar va o‘zaro ta’sirlarning namoyon bo‘lishini izlash imkonini beradi. Asosan neytrino sektori va qorong‘u materiya sektori bilan bog‘liq bo‘lgan bunday modellar zamonaviy fizikaning bir qator fundamental muammolarini hal qilishi mumkin”, — deydi Rossiya Fanlar akademiyasining Yadro tadqiqotlari instituti Nazariy fizika bo‘limi bosh ilmiy xodimi Sergey Troiskiy.
Olimlarning fikricha, ko‘p kanalli astronomiya tushunchasi ma’lumotlarni radioto‘lqinlar, infraqizil nurlar, ko‘rinadigan yorug‘lik, ultrabinafsha, rentgen va gamma nurlari, neytrinolar va tortishish to‘lqinlari kuzatuvlari bilan birlashtiradi. Va shu bilan butun kosmik muhit haqidagi tushunchani kengaytirish.
