Kozmik ışınlar ve çocukları-kozmik çekirdekler
Lise fiziği okuyan öğrenciler X ışınlarını, gama ışınlarını, alfa ışınlarını, beta ışınlarını vb. Duymuş olmalılar, peki kozmik ışınların ne olduğunu biliyor musunuz? İsim otoriter ve sızdıran, bu yüzden farklı.Özel bir şey var mı? Evet, çok özel! ! ! Keşfi, parçacık fiziğinin temelini attı. Aynı zamanda, yüzey dünya sistemi materyali ile nükleer reaksiyonun oluşturduğu kozmik oluşum çekirdeği, kuaterner kronolojinin önemli bir parçasıdır ve aynı zamanda, insanların kara yüzeyi jeolojik süreçlerini nicel olarak yeniden yapılandırmaları için mükemmel araştırma materyalleri sağlar. Daha sonra, kozmik ışınları ve bunların Dünya Ana-kozmik oluşumla etkileşimlerini kısaca popüler hale getireceğiz.
Dünya etrafındaki kozmik ışınlar / NASA web sitesi
Kozmik ışınlar
1
Kozmik ışınlar, evrendeki yüksek enerjili yüklü parçacıkların genel adıdır. 1912'de Avusturyalı fizikçi Hess bir sıcak hava balonunda yedi bilimsel deney gerçekleştirdi ve cihazla ölçülen deşarj oranının deniz seviyesinden 1.000 metre yükseklikte artmaya devam ettiğini keşfetti. Deniz seviyesinden 5.000 metre yükseklikte, deşarj oranı yüzeyin dört katı idi. . Bu, bu tür ışınların dünya yüzeyiyle hiçbir ilgisinin olmadığını ve gece ve gündüz test sonuçları aynı olduğu için güneşin kökeni dışlandığını açıkça göstermektedir.Hess, bu tür ışınların kozmik uzaydan kaynaklandığına inanmaktadır. Daha sonra 1914'te Alman fizikçi Körhorst, sıcak hava balonunu 9,300 metrelik yeni bir yüksekliğe çıkardı ve bu yükseklikte ölçülen iyonlaşma akımı yüzeyden yaklaşık 40 kat daha yüksekti. 1925'te Amerikalı fizikçi Millikan, Hess'in kararını zekice deneylerle doğruladı ve bu tür ışınlara "Kozmik ışınlar", yani kozmik ışınlar adını verdi.
Hess, kozmik ışınları tespit etmek için sıcak hava balonunu kullanıyor
O Sinin sıcak hava balonuyla yolculuğu ve Kirhorst ile yaptığı gözlemler / Wikipedia'dan değiştirildi
1940'larda, parçacık hızlandırıcı yeni başladığında, kozmik ışınlar yüksek enerjili parçacıkların kaynağı olarak kullanıldı (en yüksek enerji günümüzde yapay olarak hızlandırılmış parçacıkların en yüksek değerine ulaşabilir. 3000 Times), o zaman çekirdeği patlatabilen tek "parçacık güllesi" idi ve birçok önemli sonuç üretti. En ünlüleri arasında, Anderson 1932'de manyetik bulut odasında ilk antimadde parçacık pozitronu keşfetti. 1936'da Anderson ve Nedmeyer, bulut odasındaki uonu gözlemlediler. 1947'de Powell ve diğerleri piyonu keşfettiler. 1947'de Rochester ve arkadaşları kozmik ışınlarda K0 ve gibi garip parçacıklar keşfettiler, daha sonra birisi bir dizi hiperon ( ±, 0, 0, -) ve K ± mezon keşfetti. Bu keşifler, mikroskobik dünyanın gizemli kapısını açtı ve parçacık fiziğinin doğmasına ve yapay hızlandırıcıların geliştirilmesine yol açtı.
Bulut odası / Bing görüntüsünde yakalanan parçacık izleri
Kozmik ışınlar piyonların oluşumuna yol açar / NASA web sitesi
Dünya atmosferinin dışında, henüz atmosferle etkileşime girmemiş kozmik ışınlar birincil kozmik ışınlar olarak adlandırılır ve ana bileşenleri protonlar ve alfa parçacıkları, ardından lityum çekirdeklerinden demir çekirdeklerine kadar çeşitli elementlerin iyon çekirdeklerinin yanı sıra eser elektron ve müonlardır. Bekle. Birincil kozmik ışınlar, kabaca galaktik kozmik ışınlara (Galaktik Kozmik Işınlar, GCR) ve güneş enerjili parçacıklara (Güneş Enerjili Parçacıklar, SEP) bölünebilir.
Kozmik ışın tüm parçacık enerji spektrumu
Samanyolu'ndaki kozmik ışınlar, Samanyolu'ndaki süpernova patlamasından kaynaklanır, yaklaşık% 87 proton ve yaklaşık% 12 alfa parçacıklarından oluşur.Enerji, yüksek enerji ve düşük akı ile 0.1GeV-100GeV arasında değişir.
Süpernova patlama süreci
Güneş yüksek enerji parçacıkları (SEP), güneşin kendi nükleer füzyon işlemi sırasında güneş sistemine salınan yüksek enerjili parçacıklardan türetilir. Yaklaşık% 90 proton,% 9 elektron ve% 1 ağır iyon çekirdeklerinden oluşur ve enerji çoğunlukla 1-1000 MeV arasındadır. Enerji düşük, ancak akış yüksek.
Güneş ışığı patlaması / NASA web sitesi
Kozmik oluşum
2
Kozmik oluşum çekirdeği, kozmik ışınlar ile yüzey dünya sistemi malzemesi arasındaki nükleer reaksiyonla üretilir. Birincil kozmik ışınlar atmosfere girdikten sonra, atmosferdeki hedef elementlerle (esas olarak N, O, Ar ve Xe) reaksiyona girerek çok sayıda ikincil parçacık üretecek ve ardından ikincil parçacıklar havadaki hedef elementlerle etkileşime girmeye devam edecek. Yeni bir nükleer reaksiyon meydana gelir ve çoğunlukla hadronlar, elektronlar, fotonlar ve müonlardan oluşan yeni ikincil partiküller üretilir.İkincil partiküllerin sayısı sonunda çok büyük olacak ve bir Kapsamlı Hava Duşu (EAS) oluşturacaktır.
Geniş atmosferik duş
Atmosferik kozmojenik çekirdek
Bu süreçte, havadaki N, O, Ar ve Xe gibi elementler, bir dizi kararlı çekirdek (3He, 21Ne, vb.) Ve radyonüklitler (14C, Nüklid) oluşturmak için bozunma, nötron yakalama ve mezon reaksiyonları gibi nükleer reaksiyonlara gireceklerdir. 10Be, 26Al, 36Cl, 129I, vb.), Yani atmosferik kozmik oluşum çekirdeği. Atmosferik kozmik oluşum çekirdeklerinin, güneşin ve jeomanyetik alanın faaliyetlerinin izini sürerek tarihlendirmede yeri doldurulamaz benzersizliği vardır.
In situ kozmojenik çekirdek
Yüzeye ulaştıktan sonra, ikincil kozmik ışınlar yüzeydeki kayalardaki elementlerle ve minerallerle reaksiyona girerek O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg ve diğer elementlerin dönüşüme, nötron yakalamasına ve mezon reaksiyonuna vb. Neden olur. Bir dizi kararlı çekirdek (3He, 21Ne, vb.) Ve radyonüklidler (14C, 10Be, 26Al ve 36Cl, vb.), Yani yerinde kozmik oluşum.
Kuvarsda yerinde kozmojenik çekirdek 10Be'nin oluşum süreci
Enstrümantal analiz tekniklerindeki 60 yılı aşkın bilimsel araştırma ve ilerlemeden sonra, in-situ kozmojenik nüklidler; verim modelleri, maruz kalma tarihlemesi, erozyon oranları ve gömülme yaşları gibi teorilerde büyük ilerleme kaydetmiştir. Yüz ila bir milyon yıllık zaman ölçeğinde, Kara yüzeyi jeolojik süreçlerinin nicel olarak yeniden yapılandırılmasında benzersiz avantajlar Buzul jeomorfolojisi, havza erozyon hızı, heyelan ve fay kronolojisi, volkanik patlama kronolojisi, paleoantropoloji, nehir ve göl teras kronolojisi, mezar kronolojisi vb. Kronolojisinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kozmik oluşumun uygulama alanları
Kozmik ışınların enerjisi çok yüksek olduğuna göre vücudumuza zarar verir mi? İçiniz rahat olsun, etkisi neredeyse yok denecek kadar azdır İşte, önce sonucu size söyleyeyim. Özel sebebi önceden görelim, bir dahaki sefere bakalım, kozmik ışınların dünyaya hücum etme sürecinde "beş seviyeyi geçip altı generali kestiği" ve sonunda "Maicheng'i yenip" "parlaklığa" yeşerdiği hakkında konuşalım. "Havai fişekler", atmosferin kucağında yok oldu.
Yıldızlı gökyüzünden dünyaya geçen kozmik ışınların yolu / Bing resimleri
