Praha - Kdesi ve vzdáleném vesmíru existují zdroje energie, z nichž vycházejí částice kosmického záření nečekané energie.
"Mají asi desetimilionkrát větší energii než částice, které pocházejí z nejvýkonnějších pozemských urychlovačů," hodnotí Jiří Grygar, předseda Učené společnosti ČR a fyzik, který se podílí na výzkumu kosmických částic.
Profesor James Cronin, nositel Nobelovy ceny za fyziku, to při dnešní návštěvě Prahy popsal jinak. O nepatrné částečce řekl: "Nese stejnou energii jako celý tenisový míček odpálený Martinou Navrátilovou při jejím druhém servisu."
Odkud jsou ty částice? Fyzikové nevědí
Kosmické záření tvoří nejčastěji protony, a dále pak jádra atomů a elektrony. Ale kde některé tyto částice berou tak vysokou energii?
"To kdybychom věděli, víme o vesmíru mnohem víc než známe teď," říká Jiří Grygar. "Protože nepředpokládám, že tyto částice urychlují kdesi daleko zelení pidimužíci, musí prostě ve vesmíru být obrovské zdroje energie."
Podle některých domněnek vysoce nabité částice pocházejí z dosud neznámých vesmírných explozí nesmírné intenzity. Anebo možná z černých děr, které do sebe nasávají hvězdy. Či třeba ze srážek celých galaxií. Případně z rozpadávajících se zbytků hmoty, která přetrvala z doby krátce po Velkém třesku.
"Domněnek je možná víc, než těch částic, které jsme už dokázali zachytit," se smíchem komentoval profesor Cronin. "Podstatné teď je udělat co možná nejpřesnější měření, a podle toho posoudit i teoretické představy."
Nejpřesnější možné měření
Nejpřesnější měření, která dnešní technika umí, nabízí observatoř Pierra Augera v Argentině. Zatímco částice s nízkou energií (pro znalce: v řádu trilionů eV) zde zachycují každých pár sekund, částici s energií o dva řády vyšší "chytnou" jen jednu za měsíc až dva měsíce.
Projekt je těsně před dokončením, ale jeho funkční část už poskytuje výsledky. Nejde však o souvislé zařízení; jeho prvky jsou rozptýleny na obrovské ploše 3000 čtverečních kilometrů v argentinské pampě.
Když částice vysoce energetického kosmického záření pronikají do zemské atmosféry, srážejí se ve výšce 15 až 20 kilometrů s molekulami vzduchu. Částice se kaskádovitě drolí a při srážce některé "odrobinky" s jádrem atomu dusíku vydávají kratičké záblesky viditelného záření trvající jen setinu miliontiny vteřiny.
Zrcadla z Olomouce do Argentiny
Záblesky hledají čtyři pozorovací stanoviště, každé osazené šesti teleskopy, rozmístěné na krajích pampy.
"Čeští technici vyhráli výběrové řízení na broušení zrcadel pro tyto teleskopy, každé se skládá ze šedesáti šestiúhelníkových zrcadel o průměru 0,65 metru, takže výsledný průměr každého teleskopu je 3,6 metru. Ale nemohli celou výrobu kapacitně zvládnout," připomíná Jiří Grygar.
"A tak na Palackého univerzitě v Olomouci vybrousili zrcadla pro dvanáct teleskopů. A zakázku na stejné množství zrcadel dostali Němci, kteří ve výběrovém řízení skončili jako druzí."
1600 nádrží s vodou
Augerova observatoř však bude celkově obsahovat ještě 1600 pozemních detektorů částic, rozmístěných po celém sledovaném území s pravidelným odstupem mezi detektory půldruhého kilometru. Mají podobu uzavřených nádrží, každá s dvanácti tunami destilované vody uvnitř.
Do nádrže přes plastový obal dopadají už jen "střepiny" původní vysoce energetické kosmické částice. Při reakci s vodou vydávají modravé, takzvané Čerenkovovo záření. A to měří další detektory.
Výsledkem tedy je, že zúčastnění vědci mají na internetu k dispozici naměřené údaje o příchodu částice do atmosféry díky dalekohledům, a pak i data o následně vyvolané kaskádovité spršce částic dopadajících na pozemní detektory.
Sestavují z nich tedy údaje o tom, jakou energii daná sprška kosmického záření měla i ze kterého směru přiletěla původní vysoce energetická částice a do které "škatulky" v klasifikaci částic patřila.
"Nízkoenergetické kosmické částice mění při letu vesmírem svůj směr, protože na ně působí mezihvězdná magnetický pole. Ale vysoce energetické částice nestačí magnetická pole tolik ovlivnit, takže se u nich dá lépe poznat původní směr, z něhož k Zemi přiletěly," pochvaluje si další ze zúčastněných vědců Jan Řídký, ředitel Fyzikálního ústavu Akademie věd. Ten se v projektu Auger stal vedoucím sekce teleskopů.
Česká účast v pampě
Augerovu observatoř spravuje vědecké konsorcium sdružující 16 zemí, projektu se celkem účastní víc než 350 vědců. Pětadvacet z nich pochází z České republiky; zhruba polovina jsou vědečtí pracovníci zejména z Fyzikálního ústavu Akademie věd a z Matematicko-fyzikální fakulty Karlovy univerzity, a druhá polovina studenti, technici a řemeslníci.
Střídají se ve službách v Argentině. Polykají prach, který je v tamní pampě všudypřítomný, snášejí sucho, z něhož vysychají sliznice.
A doufají, že i díky nim se jednou zase dozvíme víc o vesmíru, který nás obklopuje.
| Také čeští středoškoláci jsou dobří v astronomii. Přesvědčit se o tom můžete ZDE. |
