Kosmik nurlanish

Kosmik nurlanish – yerdan tashqari manbaga ega boʻlgan elektromagnit yoki korpuskulyar nurlanish; birlamchi (bu, oʻz navbatida, galaktik va quyoshga boʻlinadi) va ikkilamchi boʻlinadi. Tor maʼnoda , baʼzan kosmik nurlanish va kosmik nurlar aniqlanadi.

Yer sathida koinot nurlanishining darajasi bir xil boʻlmaydi va joyning joʻgʻrofiy kengligiga bogʻliqdir. Gap shundaki bizning sayyoramiz oʻz oʻqi atrofida aylanayotib zaryadlangan zarrachalardan qatlamlar hosil qiladi va ular yer magnit maydonining kuch chiziqlari boʻylab joylashadi. Koinot nurlari ekvatordan ogʻib, yer qutblari qismida oʻziga xos uyurma (voronka) koʻrinishida yigʻiladi. Amalda intensiv koinot nurlanishi 150 shimoliy va 150 janubiy kengliklar orasida nisbatan doimiy (oʻzgarmas) saqlanadi. Shundan soʻng 500 shimoliy yoki janubiy kengliklarga tomon siljiganda tez ortib boradi. Undan soʻng esa qutblargacha yana amalda oʻzgarmas boʻlib qoladi.

Amalda dengiz sathiga yaqin balandlikda va taxminan ekvator hamda shimoliy Qutb oraligʻida joylashgan bizning koʻpchilik shaharlarimizda kosmik nurlanish dozasining quvvati taxminan 0,5mZv/yil ga teng boʻladi. 18-24 km balandlikka koʻtarilib uchuvchi tovushdan tez uchar samolyotlarda kosmik nurlanish muammosi alohida ahamiyat kasb etadi. Masalan samolyot Moskvadan Xabarovskga uchganda aviayoʻlovchi 0,01 mZv dozadagi nurlanish oladi. Shu sababli koʻpchilik avialaynerlar bortida maxsus dozimetrik oʻlchov uskunalari boʻlib, radiatsiya xavfli darajaga yetganda xavf (trevoga) signali (ishorasi) beradi. Nurlanish dozasi 0,5 mZv/soatga yetganda samolyot uchish balandligini kamaytirishi kerak

Asosiy maʼlumotlar

Kosmik nurlanish kosmik nurlarga qaraganda kengroq tushuncha boʻlib, ikkinchisini, shuningdek, relikt nurlanish, kosmik radio emissiya va boshqalarni oʻz ichiga oladi. Ingliz tilida Kosmik nurlar va Kosmik nurlanish aniqlangan – ehtimol inglizcha soʻzlardan foydalanish anʼanalariga amal qilgan holda. Rus tilida baʼzi hollarda faqat korpuskulyar komponent, yaʼni kosmik nurlar nazarda tutilgan boʻlsa, boshqalarida bu tushuncha yanada kengroq qoʻllanadi.

Kosmik nurlarning Yerga keltiradigan energiyasi uncha katta emas. Lekin birlamchi kosmik nurlarning baʼzi zarralari ulkan energiyaga 1019−1020 𝑒𝑉ega. Shunga qaramay, ularning faqat oz qismigina Yer sirtiga yetib kela oladi. Bunga, birinchidan, Yerning magnit maydoni, ikkinchidan, Yer atmosferasi jiddiy toʻsiq boʻladi. Birlamchi kosmik nurlanish zarralarining Yer magnit maydonida magnit kuch chiziqlariga koʻndalang ravishda harakat qilishida ularga harakat trayektoriyasini egrilovchi Lorens kuchi taʼsir qiladi. Past energiyali zarralarning trayektoriyasi kuchli egrilanadi. natijada magnit maydon boʻlmagan taqdirda Yerga yetib kelishi mumkin boʻlgan ayrim zarralar ogʻadi, Yerga yetib kelishi mumkin boʻlmagan zarralar Yerga tomon yoʻnaladi, uchinchi xil zarralar esa Yer shari atrofida murakkab trayektoriya boʻyicha aylanadi. Birlamchi kosmik nurlanishning har qanday energiyali zarralari uchun Yer atmosferasi bartaraf qilib boʻlmaydigan toʻsiq hisob lanadi. Gap shundaki, birlamchi kosmik nurlar Yer atmosferasiga kirganda atmosferaning yuqori qatlamlarida havoning azot va kislorod atomlari yadrolari bilan asosan noelastik toʻqnashib, oʻzining katta energiyasini yoʻqotadi. Bunday toʻqnashishlar yadro reaksiyalariga olib keladi, bu reaksiyalar natijasida yangi zarralar hosil boʻladi.

1) Birlamchi nurlanish zarralarning oʻrtacha energiyasi 10 eV ga teng. Lekin ayrim zarralar energiyasi 10eV va hatto undan ham katta qiymatlarga ega boʻladi. Birlamchi nurlarning tarkibi, xavo sharlarini kosmosga olib chiqish natijasida olingan tajribalar asosida oʻrganilgan. Jadvalda Yer sirtining kosmik nurlanish tarkibida tushayotgan zarralar soni keltirilgan.

2) Birlamchi nurlanish Yer atmosferasining yuqori qatlamlaridagi atomlar yadrolari bilan toʻqnashib, ikkilamchi nurlanishni vujudga keltiradi. Odatda 20 km dan quyiroq balandliklarda kosmik nurlar asosan, ikkilamchi nurlanishdan iborat boʻladi.

3) Qattiq komponenta mezonlar oqimodan iborat. Tajribalar asosida (Vil’son kamerasida olingan fotosuratlar) kosmik nurlar qattiq massasi elektron massasidan 200 marta katta boʻlgan zaryadli zarralar mavjudligi aniqlandi.

Kosmik nurlanishning turlari

Zarralarning turlarini hosil qilish uchun kosmosdan kelishini kutib oʻtirmasdan turli tezlatkichlar (uskoritellar) yordamida eksperemental ustanovkalar vositasoda ham olish mumkin. Yuqori energiyali zarrachalar (birlamchi va ikkilamchi) yuqori energiyalar fizikasida oʻrganiladi. Yuqori energiyalar fizikasi energiyasi 1 GeV (gigazlektronyunot) dan boshlanadi. Bu xodisalardagi zarrachalar turli – tuman boʻlib, ularni impul’slari ham har xil boʻladi. Birlamchi zarralarning impul’sini ortib borishi bilan yangi hosil boʻlayotgan zarrachalar soni ortib boradi, natijada ularning oʻrtacha qiymati ham ortib ketadi. Birlamchi zarralarning turlari tezlatgichlardan chiqqandan soʻng, maxsus kameralarga (propan kamerasi, vodorod toʻldirilgan kamera, strimer kamera, emul’siya va boshqalar) yuborilib, turli ikkilamchi zarralar hosil boʻlgan reaksiyalar rasmga olinadi. Olingan reaksiya ikkilamchi zarralarning taxlili oson yoki murakkabligiga qarab 2 turga boʻlinadi.

I. Eksklyuziv

II. Inklyuziv reaksiyalar

Zarrachalarning kelib chiqish va manbai qayerda? Zarrachalar asosan kosmosdan keladi. Kosmosdan kelayotganligi uchun kosmik nurlar deb nom olgan zarralarni ionizatsion kameralardagi sirqish tokining sabablarini qidirish tufayli kashf etildi. Yadroviy nurlanishlar taʼsiri boʻlmagan holda ionizatsion kamera orqali oʻtadigan tok (yaʼni sirqish toki) ning qiymati juda kichik boʻladi. Bu tok ionizatsion kameralarni yuqori qatlamlariga koʻtarib oʻtkaziladi. Tajriba natijalarini muhokama qilinib, quyidagi hulosaga kelindi. Kosmik fazodan kelayotgan qandaydir zarralar ionizatsion kamera tokining ortishiga sababchidir. Keyinchalik koʻpgina olimlarning hizmatlari tufayli ionizatsion kameradagi gazni ionlashtiruvchi nurlanish (yaʼni kosmik nurlar)ning tabiati aniqlandi. Hozirgi zamon tasavvurlariga asosan, maʼlum boʻlgan boshqa zarralardantashkil topmagan zarralarga elementar zarralar deyiladi. Birlamchi kosmik nurlanish zarralarining Yer atmosferasidagi havo atomlari yadrolari bilan oʻzaro toʻqnashishi tufayli sodir boʻla digan yadro reaksiyalari natijasida ikkilamchi kosmik nurlar deb ataladigan zarralar oqimi vujudga keladi.

Elementar zarralarning xossalari va xarakterini izohlash uchun ularning massasi, elektr zaryadi va spinidan tashqari, ularni xaraktrlovchi boshqa kattaliklar (kvant sonlari, oʻzaro taʼsir) ham mavjud. Biz shu kattaliklar toʻgʻrisida mulohaza yuritamiz. Elementar zarralarni dinamikasini oʻrganish toʻrt xil taʼsirga asoslangan.

1.Kuchli oʻzaro taʼsir;

2.Elektromagnit oʻzaro taʼsir;

3.Kuchsiz oʻzaro taʼsir;

4.Gravitatsion oʻzaro taʼsir.

kosmik nurlar
CMB radiatsiyasi
gamma portlashi

Adabiyot

De Angelis, Alessandro; Pimenta, Mario. Introduction to particle and astroparticle physics (multimessenger astronomy and its particle physics foundations). Springer, 2018. ISBN 978-3-319-78181-5.
Taylor, M.; Molla, M. Towards a unified source-propagation model of cosmic rays (angl.) // Publ. Astron. Soc. Pac. : journal. – 2010. – Vol. 424. – P. 98. – Bibcode: 2010ASPC..424…98T.
Ziegler, J. F. The Background in Detectors Caused By Sea Level Cosmic Rays (angl.) // Nuclear Instruments and Methods (angl.) : journal. – 1981. – Vol. 191, no. 1. – P. 419—424. – doi:10.1016/0029-554x(81)91039-9. – Bibcode: 1981NIMPR.191..419Z.
TRACER Long Duration Balloon Project: the largest cosmic ray detector launched on balloons.
Carlson, Per; De Angelis, Alessandro. Nationalism and internationalism in science: the case of the discovery of cosmic rays (angl.) // European Physical Journal H (angl.) : journal. – 2011. – Vol. 35, no. 4. – P. 309—329. – doi:10.1140/epjh/e2011-10033-6. – Bibcode: 2010EPJH…35..309C. – arXiv:1012.5068.

Havolalar

Anderson, C. D.; Neddermeyer, S. H. Cloud Chamber Observations of Cosmic Rays at 4300 Meters Elevation and Near Sea-Level (angl.) // Phys. Rev. : journal. – 1936. – Vol. 50, no. 4. – P. 263—271. – doi:10.1103/physrev.50.263. – Bibcode: 1936PhRv…50..263A.
Boezio, M. et al. Measurement of the flux of atmospheric muons with the CAPRICE94 apparatus (angl.) // Phys. Rev. D : journal. – 2000. – Vol. 62, no. 3. – P. 032007. – doi:10.1103/physrevd.62.032007. – Bibcode: 2000PhRvD..62c2007B. – arXiv:hep-ex/0004014.
Kremer, J. et al. Measurement of Ground-Level Muons at Two Geomagnetic Locations (angl.) // Phys. Rev. Lett. : journal. – 1999. – Vol. 83, no. 21. – P. 4241—4244. – doi:10.1103/physrevlett.83.4241. – Bibcode: 1999PhRvL..83.4241K.
Neddermeyer, S. H.; Anderson, C. D. Note on the Nature of Cosmic-Ray Particles (angl.) // Phys. Rev.. – 1937. – Vol. 51, no. 10. – P. 884—886. – doi:10.1103/physrev.51.884. – Bibcode: 1937PhRv…51..884N.