Невидимі частинки з космосу щосекунди проходять крізь нас: чому ми цього не відчуваємо
Йдеться про мюони – субатомні частинки, які здатні проникати крізь значну товщу речовини, зазначає Science daily. Саме тому вони можуть проходити не лише крізь повітря, а й крізь стіни, каміння та людське тіло. Фізики навчилися реєструвати цей невидимий потік за допомогою компактних детекторів.
Один із них – CosmicWatch, який спочатку створювали як студентський проєкт, а тепер застосовують у дослідженнях, навчанні та експериментах на великих висотах.
У космосі рухаються надзвичайно енергійні частинки – космічні промені. Вони можуть походити від потужних явищ у Всесвіті, зокрема вибухів зірок та інших високоенергетичних процесів.
Як це працює / Фото Unsplash
Коли космічні промені врізаються в атоми у верхніх шарах атмосфери Землі, виникають каскади вторинних частинок. Серед них – мюони. Мюони нестабільні, але рухаються настільки швидко, що значна їхня кількість встигає долетіти до поверхні Землі.
Частина проходить ще глибше – крізь будівлі, каміння та ґрунт. Людське тіло для них також не є серйозною перешкодою. Частинки проходять крізь нас постійно, хоча ми цього не відчуваємо. Для фізиків мюони важливі тому, що несуть інформацію про початкові космічні промені. За їхніми властивостями можна оцінювати енергію, масу та напрямок частинок, які спричинили каскад в атмосфері.
Їхня здатність проникати крізь матеріали дала мюонам і практичне застосування. За допомогою таких частинок можна досліджувати внутрішню структуру великих об’єктів, не розбираючи їх. Мюонну візуалізацію, зокрема, використовували для дослідження Великої піраміди в Гізі. Вимірюючи, скільки частинок проходить крізь різні ділянки споруди, науковці можуть знаходити приховані порожнини.
CosmicWatch розробив фізик Спенсер Аксані. Першу версію він створив у 2017 році, коли навчався в аспірантурі Массачусетського технологічного інституту. Пристрій реєструє проходження мюона і зберігає інформацію про кожну таку подію. Дані потім можна завантажити та проаналізувати.
Детектори CosmicWatch дозволяють нам виконувати набагато більше фізичних досліджень у компактному та портативному вигляді, відкриваючи двері для багатьох нових видів експериментів та можливостей для охоплення аудиторії, – сказав Спенсер Аксані.
Спочатку детектор розробляли для роботи, пов’язаної з обсерваторією IceCube в Антарктиді. Цей великий науковий комплекс шукає нейтрино – інший тип субатомних частинок, а реєстрація мюонів допомагає відрізняти потрібні сигнали від фонових. Згодом стало зрозуміло, що компактний пристрій може бути корисним далеко за межами одного експерименту.
Його почали використовувати студенти, викладачі та професійні дослідники. Нові версії CosmicWatch можуть швидше збирати дані, стежити за умовами навколишнього середовища та працювати за високих рівнів радіації. Такі детектори вже використовують у фізичних експериментах, пов’язаних із дослідженням елементарних частинок і темної матерії.
Один із пристроїв також піднімали на висотній повітряній кулі приблизно на 30 кілометрів над Землею. Це дозволило простежити, як змінюється потік космічних частинок із висотою. Дослідники розглядають і можливість використання подібних систем на ракетах та космічних апаратах. У майбутньому мережа таких детекторів могла б стежити за змінами космічного середовища й допомагати досліджувати потоки частинок навколо Землі.
- Останні
- Популярні
Новини по днях
22 вересня 2026
