Дослідження космічного випромінювання

реферат

I. Відкриття і основні етапи дослідження космічних променів

Космічні промені відкрив в 1912 році австрійський фізик Віктор Гесс. Він був співробітником Радієвого інституту Відня і проводив дослідження іонізованих газів. На той час вже знали, що всі гази (і атмосфера у тому числі) завжди злегка іонізовані, що свідчило про присутність радіоактивної речовини (подібного до радію) або у складі газу, або поблизу приладу, що вимірює іонізацію, найімовірніше - в земній корі. Досліди з підйомом детектора іонізації на повітряній кулі були задумані для перевірки цього припущення, оскільки з видаленням від поверхні землі іонізація газу повинна зменшуватися. Відповідь вийшла протилежний: Гесс виявив деяке випромінювання, інтенсивність якого зростала з висотою. Це наводило на думку, що воно приходить з космосу, але остаточно довести позаземне походження променів удалося лише після багаточисельних дослідів (Нобелівську премію В. Гессу присудили лише в 1936 році). Нагадаємо, що термін "випромінювання" не означає, що ці промені мають чисто електромагнітну природу (як сонячне світло, радіохвилі або рентгенівське випромінювання); його використовували при відкритті явища, природа якого ще не була відома. І хоча незабаром зясувалося, що основні компоненти космічних променів - прискорені заряджені частки, протони, термін зберігся. Вивчення нового явища швидко стало давати результати, які прийнято відносити до "передового краю науки".

За допомогою ядерних фотографічних емульсій, піднятих на висоту 30 км. (Б. Пітерс і ін., 1948), у складі первинних космічних променів були виявлені сліди ядер важчих елементів, ніж водень, аж до ядер заліза.

Детальне вивчення зарядів і мас часток вторинних космічних променів привело до відкриття багатьох нових елементарних часток, зокрема Позитрона, мюона, пі-мезона, К-мезона, Л-гиперона (1932-49). У 1932 П. Блекетт і Дж. Оккиаліні вперше виявили в камері Вільсона групи близьких по напряму генетично звязаних часток космічного випромінювання - т. з. зливи. У дослідах 1945-1949 на високогірних станціях космічних променів (В.І. Векслер, Н.А. Добротін і ін.) і в стратосфері (С.Н. Вернов і ін.) було встановлено, що вторинне космічне випромінювання утворюється в результаті взаємодії первинних космічних променів з ядрами атомів повітря. Пізніше Г.Т. Зацепін показав, що той же механізм, але при вищих енергіях (1014 эв) пояснює розвиток відкритих раніше в космічних променях (П. Оже, 1938) широких атмосферних злив - потоків з багатьох мільйонів часток, що покривають на рівні моря площі близько 1 км2 і більш.

Для правильного підходу до проблеми походження космічних променів велику роль зіграли успіхи радіоастрономії. Повязане з космічними променями нетеплове космічне радіовипромінювання дозволило виявити їх можливі джерела. У 1955 В.Л. Гинзбург і І.С. Шкловський на основі астрономічних для радіо спостережень і енергетичних оцінок вперше кількісно обгрунтували гіпотезу про найновіші зірки як одному з основних галактичних джерел космічних променів.

Базою для космофізичного напряму досліджень зявилася створена в 50-60-і рр. обширна світова мережа станцій космічних променів (понад 150), на яких проводиться безперервна реєстрація космічного випромінювання. Багато станцій знаходяться високо в горах, на деяких станціях проводяться підземні спостереження, регулярно посилаються в стратосферу балони з приладами автоматичної реєстрації космічних променів.

Нові можливості прямого вивчення первинних космічних променів в дуже широкому діапазоні енергій відкрилися у звязку з підйомом реєструючої апаратури на штучних супутниках Землі і міжпланетних автоматичних станціях. Зокрема, за допомогою калориметра іонізаційного на супутниках серії "Протон" був вперше безпосередньо виміряний енергетичний спектр первинних космічних променів до енергії 1015 эв (радянський фізик Н.Л. Грігоров і ін., 1965 - 1969). Пізніше за допомогою штучних супутників Луни і Марса, а також на радянському "Луноходе-1" (1970-1971) були проведені тривалі виміри варіацій складу і інтенсивності космічних променів, за межами магнітосфери Землі.

Делись добром ;)