Строителството е започнало на космическа обсерватория в пустинята Юта, която трябва да бъде 10 пъти по-чувствителна от предишните инструменти. „Телескопичният масив“ е съставен от 564 детектори във формата на маса, които ще измерват душове на субатомни частици, които падат на Земята, когато космическите лъчи взаимодействат с нашата атмосфера. Това ще помогне на учените да открият източника на свръхвисоки енергийни космически лъчи.
Строителството се ускорява в обсерватория за космически лъчи на стойност 17 милиона долара западно от Делта, щата Юта, благодарение на две американски агенции: Бюрото за управление на земите издаде разрешение, а Националната научна фондация одобри безвъзмездна помощ в размер на 2,4 милиона долара.
Известна като телескоп масив, обсерваторията „ще бъде 10 пъти по-чувствителна от предишните експерименти и се надяваме, че ще ни позволи най-накрая да разрешим тайната на произхода на тези ултрависоки енергийни частици [космически лъчи], които бомбардират Земята, - казва Пиер Соколски, професор и катедра по физика в Университета на Юта.
„Ще имаме най-мощния детектор на космически лъчи в Северното полукълбо“, казва Чарли Джуи (произнася се Рей), професор по физика в Университета на Юта.
Соколски казва, че новата обсерватория трябва да започне изпитателни писти в края на пролетта на 2007 г., да започне пълна експлоатация до края на лятото на 2007 г. и след това да проведе проучвания за период до 10 години.
Досега масивът от телескопи е финансиран от 14,4 милиона долара от правителството на Япония. Тригодишната безвъзмездна помощ от 2,4 милиона долара от Националната научна фондация ще позволи на физиците от Университета на Юта да преместят оборудване в новото съоръжение от стареещата си космическа лъчева обсерватория High-Resolution Fly's Eye на американската армия на американската армия.
Структурите и пътищата ще заемат само 50 декара от експерименталната площадка на 400 квадратни мили.
На три места в доверителната земя на училището в Юта сградите ще съхраняват „флуоресцентни детектори“, които представляват набор от огледала и звукозаписни инструменти, които надничат в нощното небе за слаби ултравиолетови светкавици, които се появяват, когато входящите космически лъчи удрят атомите на азот, най-обилния газ в земната атмосфера. Всеки от трите обекта ще бъде на около 25 мили от останалите. Сграда на „централно лазерно съоръжение“, разположена между трите места за детектиране на флуоресценция, ще изпраща лазерни лъчи на небето, когато огледалата и рекордерите трябва да бъдат калибрирани.
Другият основен компонент на обсерваторията е „наземен масив“ от 564 сцинтилационни детектори във формата на маса, всеки около 3 фута висок и 6 на 10 фута широк. Устройствата ще измерват „въздушни душове“, които са каскади от субатомни частици, които падат на Земята, когато космическите лъчи се забият в азот в атмосферата.
Сцинтилационните детектори ще бъдат разпръснати в решетка над 18 мили на 22 мили западно от Делта. „Разрешението за разрешение / разрешение за временно използване на Бюрото за управление на земите“ ще позволи на учените да построят централното лазерно съоръжение и да инсталират 460 от сцинтилационните детектори на земя на BLM, която покрива 80 процента от площадката на обсерваторията. Разрешение за инсталиране на останалите 104 сцинтилационни детектора вече беше получено от щата Юта и частни собственици на земи. Те притежават останалите 20 процента от мястото на разпръскване.
Учените си сътрудничат, вместо да го „изваждат“
Новата обсерватория на космическите лъчи ще се опита да отговори на една от най-смущаващите загадки във физиката: Какъв е източникът на космически лъчи на свръхвисока енергия, които са субатомни частици, които влизат крещящи в земната атмосфера с невероятна енергия?
Космическите лъчи са атомни ядра - атоми, лишени от електроните им - от химически елементи, главно водород и хелий. Атмосферата не им позволява да удрят Земята и дори ако можеха, те щяха да прескачат незабелязано човек. Но ако един космически лъч свръхвисока енергия би могъл да ви удари в главата, това би се почувствало като бърз бейзбол.
Някои космически лъчи идват от звезди, които избухват като свръхнови. Но свръхвисоките енергийни космически лъчи са по-мощни и очевидно идват от далечни достижения на Вселената. Соколски подозира, че произхождат от „активни галактически ядра“, които представляват свръхмасивни черни дупки, образувани при около 1 милиард срутени звезди в центъра на галактиките. Други възможни източници включват ударни вълни от сблъскващи се галактики, шумни радиовълни, излъчващи галактики, екзотични източници като теоретизирани космически струни и разпад на масивни частици, останали от "големия взрив", според учените създадоха Вселената преди около 13 милиарда години.
Масивът на телескопа ще обедини две технологии, които отброяват поразително различни числа космически лъчи на ултрависока енергия, достигащи Земята. Японската космическа обсерватория AGASA е открила 10 пъти повече от тях Окото на мухата с висока резолюция. Соколски казва, че големият брой, измерен от AGASA, предполага, че източникът е сравнително наблизо във Вселената, но няма известни астрономически обекти, които биха могли да бъдат източникът.
Така Telescope Array ще включва флуоресцентни детектори, като тези, използвани в High-Resolution Fly's Eye и сцинтилационни детектори като тези, използвани в AGASA.
„Този експеримент е уникален по смисъла, че представлява обединението на две първоначално конкуриращи се научни групи: японска група и американска група, които проведоха два отделни експеримента в продължение на десетилетие и доведоха до взаимно несъвместими резултати“, казва Соколски. „Със сигурност е необичайно в историята на научните начинания, като тази, вместо да я разкарат завинаги, те решиха да обединят усилията си и заедно да изградят експеримент, за да разрешат различията.“
Окото на мухата с висока разделителна способност и AGASA са достигнали края на полезния си живот - нужни са по-мощни инструменти - и експлоатацията на Очите на мухата с висока резолюция стана трудна след настъпването на терористичните атаки срещу Ню Йорк на 11 септември 2001 г. и Вашингтон. Dugway провежда изследвания в областта на защитата срещу химически и биологични оръжия и по-строгите ограничения задържаха чуждестранните студенти от университета да посещават сайта.
BLM: Проучете дивата природа, използвайте Copter, за да инсталирате малко оборудване
При издаването на разрешението BLM изиска от Университета в Юта да извърши проучвания за и да защити културните ресурси, застрашените и застрашени растения и дивите животни като котешки лисици, бушуващи сови и грабливи птици, казва Соколски.
Строителите на обсерваторията ще използват хеликоптери - не всички терени, за да инсталират сцинтилационните детектори, и „ние се съгласихме да ги поддържаме пеша или с кон“ на места без достъп до пътя, казва Соколски. Ще се използват хеликоптери, ако възникне голям проблем с детектор, но това се очаква да бъде необичайно. Учените също са длъжни да правят цифрови снимки, когато посещават сайт на детектори и наблюдават промените във времето.
Ето състоянието на различни компоненти на масива на телескопа:
* Изграждането на обсерваторията започна през август 2004 г. на първата от три площадки за флуоресценция, разположена на върха на Black Rock Mesa на около 13 мили юго-югозападно от Делта. Сградата е завършена и много от огледалата са монтирани. Флуоресцентният детектор Black Rock ще бъде завършен до края на това лято.
* Изграждането на втория детектор за флуоресценция започна през декември 2005 г. в Лонг Ридж, на 30 мили югозападно от Делта. Сградата ще бъде завършена до края на лятото, а огледалата ще бъдат монтирани преди зимата.
* За разлика от детекторите Black Rock Mesa и Long Ridge, които се изграждат с японски средства, третият флуоресцентен детектор ще бъде изграден от Университета в Юта с помощта на Националната научна фондация. Наречен среден барабан, той се намира на 25 мили северозападно от Делта. Подготовката на сайта трябва да започне през август, като една или повече сгради ще имат огледала, завършени до декември, казва Соколски. Огледалата и другото оборудване трябва да бъдат премахнати от Fly's Ey's Eye в Dugway, почистени и модифицирани в склада на Солт Лейк Сити и след това да бъдат превозени до мястото на Средния барабан до следващото лято.
* Централното лазерно съоръжение - разположено на еднакво разстояние от трите флуоресцентни детектора - ще бъде изградено от август и трябва да бъде завършено до около месец.
* Монтирането на сцинтилационните детектори на земя на BLM се очаква да започне в края на юли или началото на август, след като агенцията получи резултати от необходимите проучвания за дивата природа, казва Соколски. Първите 200 сцинтилационни детектора вече са изградени и се съхраняват в поле в Делта, изглеждащи „като гигантско поле, пълно с болнични легла“, добавя той. Те ще бъдат превозвани до места за поставяне и след това ще бъдат вдигнати на място с хеликоптер. Соколски казва, че останалите 364 сцинтилационни детектора ще бъдат инсталирани до декември.
* Университетът откри Центъра за космически лъчи на окръг Милард в Делта, използвайки 150 000 долара държавни и частни средства за закупуване и оборудване на сграда. Сцинтилационните броячи се сглобяват там и се съхраняват в съседно, наето поле, но в центъра преди всичко ще се помещават експонати, които да обучават обществеността за изследванията на космическите лъчи.
