|

| miniSAT -
Promieniowanie kosmiczne - Energia kosmosu |
Jednym z najbardziej zadziwiających aspektów promieniowania
kosmicznego jest jego poziom energii.
W niektórych przypadkach pojedyncze
promienie kosmiczne niosą energię większą, niż jeden bilion elektronowoltów
(1 GeV) lub tak wiele energii, ile zawiera się w masie protonu. Co
dziwne, niektóre promienie kosmiczne niosą ponad 1020 eV energii. Jest
to ilość energii wystarczająca do zagotowania naparstka wody, jeśli
cała ta energia mogła być do niego skierowana ( w rzeczywistości, taki
promień kosmiczny mógłby przejść wprost poprzez wodę, pozostawiając
tylko odrobinkę swojej energii w wodzie). Mówiąc inaczej, ten poziom
energii jest równy piłce baseballowej rzuconej z prędkością ok. 100
m/h! Wyobraź sobie energię szybkiej piłki baseballowej, spakowaną do
pojedynczego protonu.
Wysokie poziomy energii promieniowania kosmicznego
pozwalają niektórym z nich na podróż do Ziemi z prędkością bliska prędkości
światła. Niektóre promienie kosmiczne mają niskie poziomy energii i
zostają zatrzymane z dala od wewnętrznego układu słonecznego, w tym
Ziemi, poprzez atmosferę Słońca. Magnetosfera słoneczna to bańka otaczająca
system słoneczny, w której pole magnetyczne Słońca jest nadal na tyle
silne, by pokonać wpływy zewnętrzne.
Ponieważ cykl słoneczny zmienia
się z upływem lat (czasem jest słabszy, a czasem mocniejszy), niektóre
z tych promieni słonecznych są w stanie dotrzeć do Ziemi, narażając
nas na większe promieniowanie kosmiczne. |
|
Strumień promieniowania kosmicznego jest przynajmniej
tak duży, jak jeden promień kosmiczny na centymetr kwadratowy na sekundę
lub prawie taki sam, jak krople deszczu podczas ulewy. Gdy te energetyczne
jądra wpadają gwałtownie w atmosferę Ziemi, zderzają się z cząsteczkami
powietrza ( głównie azotem i tlenem) wysoko w atmosferze. Po zderzeniu
rozpraszają cząsteczkę powietrza tworząc deszcz cząstek o niższej energii
ze zwierzyńca subatomowego. Cząstki subatomowe takie, jak neutralne
i naładowane piony (mezony pi), neutrony i wiele protonów. Piony neutralne
rozpadają się w promieniowanie gamma, które następnie tworzą pary elektron
pozytron (pozytrony to anty-elektrony).
Naładowane piony rozpadają
się na miony, cięższych krewnych elektronów. Miony mają krótki półokres
rozpadu. Jest on tak krótki, że gdyby nie opóźnienie czasowe wynikające
z ich relatywistycznej prędkości, miony nie żyłyby wystarczająco długo,
by dotrzeć do powierzchni Ziemi, gdzie moglibyśmy je dostrzec. Deszcz
cząstek powstałych w wyniku zderzenia promieniowania kosmicznego jest
nazywany deszczem wtórnym. Cząstki w deszczu wtórnym kontynuują swoja
podróż w kierunku powierzchni, czasem zderzając się z cząsteczkami
gazu w niższych partiach atmosfery i tworząc więcej wtórnych deszczy.
W końcu deszcze są osłabiane przez dolne partie atmosfery ziemskiej,
chroniąc nas przed szkodą. Piloci i pasażerowie lecąc samolotem mają
mniejszą ochronę atmosfery ziemskiej przed promieniowaniem kosmicznym.
Dlatego są wystawieni na wyższe poziomy promieniowania podczas lotu.
Strumień promieniowania kosmicznego nie tylko rośnie wraz ze wzrostem
wysokości, taki strumień dostrzeżony na powierzchni Ziemi jest tez
zależny od długości geomagnetycznej. Strumień jest większy w pobliżu
biegunów magnetycznych Ziemi, gdzie pole magnetyczne Ziemi powoduje
zwężony przepływ promieniowania w kierunku powierzchni. |
|