100 лет загадке космических лучей

По случаю празднования в августе столетия открытия космических лучей, почетный профессор Лидского университета Алан Уотсон (Alan Watson) объяснил, как физики постепенно открывали их загадочную природу, и рассказал о прогрессе в понимании их происхождения.

Сегодня общепринято, что космические лучи являются ядрами атомов всего ряда элементов, встречающихся в природе, которые движутся с субсветовыми скоростями миллионы лет, прежде чем они достигают Земли. Однако идентификация их источников является весьма трудной задачей.

Обсерватория Пьера Оже в Аргентине является одной из многих во всем мире, прочесывающих Вселенную в поисках источников космических лучей, и сейчас оборудована 1600 черенковскими счетчиками.

Это радикально отличается от техники, используемой австрийским ученым Виктором Гессом (Victor Hess), который первым открыл космические лучи в августе 1912 г., пребывая на высоте 5 тыс. м на воздушном шаре, наполненном горячим воздухом. За это открытие он был удостоен Нобелевской премии по физике в 1936 г.

История космических лучей началась в 1780-х, когда Шарль Кулон заметил, что электрически заряженные шарики лишаются своего заряда, что в то время было странным, поскольку ученые считали, что воздух является скорее изолятором, чем проводником.

Дальнейшие исследования показали, что воздух становится проводником в присутствии молекул, которые ионизируются заряженными частицами или рентгеновскими лучами.

Источник этих заряженных частиц был загадкой для ученых, поскольку эксперименты обнаружили, что объекты теряют заряд даже при экранировании толстым слоем свинца, который не пропускал рентгеновские лучи и другую радиацию.

Гесс был первым, кто открыл, что ионизация воздуха была в три раза выше на больших высотах, чем на уровне океана, что привело его к заключению о наличии источников высокой радиации, пронизывающей нашу атмосферу.

Уотсон полагает, что имеется неожиданная польза от оригинальных исследований Гесса: конструктор системы связи в обсерватории Пьера Оже использовал сложное ПО, защищающее от космических помех, для построения системы радиосигнализации, которая теперь простирается на 700 км вдоль одноколейной линии в северно-шотландском нагорье.

«Безопасность и надежность, которой теперь наслаждаются пассажиры, пересекающие узкие заливы и ущелья, являются результатом смелого полета Гесса 100 лет назад, который, несомненно, он не мог забыть», - написал Уотсон.