***
Štefánikova hvězdárna
observatory.cz > výstavy > Stokrát za sekundu - jednou za život > Kosmické záření

Kosmické záření je proud částic s vysokými energiemi, který neustále dopadá na Zemi. Jde o urychlené protony, jádra lehkých prvků, ale také o další částice. Jejich původ je obestřený tajemstvím. Některé z nich snad mohou vznikat při kolapsech hvězd, jiné v aktivních jádrech galaxií, další urychlením na rázových vlnách ve vesmíru. Zatím ani nevíme, kolik těchto částic pochází z naší Galaxie a kolik ze vzdálených hlubin vesmíru. Při dopadu částice kosmického záření do horních vrstev atmosféry může vzniknout sprška mnoha dalších částic, často milionů až miliard. Některé z nich dopadnou až na zemský povrch. Podívejte se na jejich stopy v mlžné komoře!


← Tok částic kosmického záření
Částice primárního kosmického záření mají energie od 109 eV až do zhruba 1020 eV. S rostoucí energií částic se také mění četnost jejich dopadu na zemský povrch. Zatímco částice s energií kolem 109 eV dopadají na zem často a ve velkém množství (zhruba 10 000 částic na 1 m2 za sekundu), dopadne částice s energií vyšší jak 1019 eV pouze jedna za rok na jeden km2. Zatím nejenergetičtější částice, kterou se podařilo na Zemi zachytit pomocí fluorescenčního detektoru při experimentu Fly's eye (Muší oko) v roce 1991, měla energii 3,2×1020 eV a taková částice dopadne na Zemi asi pouze jednou za 40 let na jeden km2. Pro srovnání: nejenergetičtější částice, které umíme uměle vytvořit v urychlovačích, mají energii jen 1012 eV.
Dopadne-li primární částice kosmického záření na atom či molekulu atmosféry, vznikne sprška mnoha sekundárních částic. Některé z nich, například miony, mohou dopadnout až na povrch Země v nulové výšce nad mořem. Čerenkovovo záření:
kužel elektromagnetického záření, který vzniká za nabitou částicí pohybující se nadsvětelnou rychlostí v daném prostředí.
Čerenkovovy detektory:
detektory částic využívající kužele Čerenkovova záření. Často se využívá k detekci elektronů nebo mionů v nádrži naplněné vodou. Stěny nádrže jsou pokryty fotonásobiči detekujícími světelný kužel.
Optické scintilační detektory:
v projektu Auger detekují v noci fluorescenci atmosférického dusíku způsobenou sprškami záření. Jev vypadá jako UV žárovka letící atmosférou rychlostí světla.
Elektronvolt: jednotka energie. Jde o energii, kterou získá elektron urychlením v potenciálovém rozdílu jeden volt, 1 eV = 1,6×10-19 J.
Victor Franz Hess (1883-1964), fyzik rakousko-amerického původu, prováděl v roce 1911 průzkum ionizace atmosféry za pomoci balónu. Ve výšce 5 500 metrů nad mořem objevil kosmické záření způsobující tuto ionizaci.
Pierre Auger Detektor Detektor v pampě
Projekt Pierre Auger
Dosud největším projektem pro sledování kosmického záření je projekt Pierre Auger pojmenovaný podle objevitele spršek kosmického záření (1938). Observatoř bude obsahovat 24 fluorescenčních dalekohledů a 1 600 detekčních stanic pokrývajících území 3 000 km2. Jako vhodné místo byla zvolena Argentina, oblast Pampa Amarilla, což je polovyprahlá planina v blízkosti města Malaragüe. Do projektu je zapojena i Česká republika.
Každá detekční stanice obsahuje 12 000 litrů čisté vody. Pokud do ní vnikne nabitá částice s nadsvětelnou rychlostí, vzniká za ní kužel Čerenkovova elektromagnetického záření. To je detekováno fotonásobiči nad hladinou. Každá stanice je opatřena slunečními články a radiovým vysílačem, pomocí kterého komunikuje s ostatními stanicemi. Synchronizace je prováděna pomocí naváděcího systému GPS.