JM Free Ebooks - шаблон joomla Форекс
Сешанбе, 27 Апрели 2021 04:40

Селҳои васеи атмосферии нурҳои кайҳонӣ

Муаллиф: Ризои Баҳромзод

  Охири асри XIX ва аввали асри XX боиси кашфиётҳои нав дар соҳаҳои макро ва микроолам шуданд. Баъди оне, ки нурҳои рентгенӣ ва ҳодисаи раиоактивӣ кашф шуданд, зарраҳои заряднокеро низ қайд карданд, ки ба Замин аз фазои кайҳон меомад. Ин зарраҳо аз тарафи физики австриягӣ Виктор Гесс соли 1912 кашф шуданд. Ӯ тавассути кураи ҳавоӣ, ҳангоми омӯзиши иониши атомҳои ҳаво, афзоишро бо рафти баландӣ мушоҳида кард, ки ин ҳодисаро зарраҳои кайҳоние ба амал меоаварданд, ки онҳоро нурҳои кайҳонӣ номиданд.   Нурҳои кайҳонӣ (НК) – ин сели зарраҳои зарядноки баландэнергия мебошад, ки ба Замин аз фазои кайҳон омада, тақрибан изотропӣ мебошад. Ин зарраҳо дар минтақаҳои дури кайҳон тавлид шуда, то суръатҳои баланд тезонида мешаванд.

  Дар таҷрибаҳои Колхстер бо истифодаи кураҳои ҳавоӣ (1913-1914) рафти афзоиши ионизатсия то баландиҳои 9 км омӯхта шуда буд. Дар таҷрибаҳои Милликен бошад, дастгоҳҳои қайдкунанда то баландии 15,5 км бароварда шуданд.  То соли 1929 камераи ионизатсионӣ ягона ҳисобгираке буд, ки ба воистаи он нурҳои кайҳониро меомӯхтанд.

  Скобелтсин бошад, ба сифати детектор камераи Вилсонро истифода бурд ва аниқияти таҷрибааш ҳангоми гузоштани камера ба майдони магнитӣ афзуд.

  Лекин бояд қайд кард, ки ин таҷрибаҳо зери қабати ғафси атмосфера гузаронида мешуданд (1000 г/см2).       Ба ин номгӯй таҷрибаҳои Россиро ҳам ҳамроҳ кардан мумкин аст, ки ҳисобгираки Гейгерро истифода мебурд.

  Дар ҳоли ҳозир, бо инкишофи техникаи муосир омӯзиши НК дар баландиҳои зиёди атмосфера ва берун аз ҳудуди он тавассути моҳвораҳои махсус омӯхта мешаванд. Равандҳое, ки дар атмосфераи Замин ба амал меоянд тавассути дастгоҳҳои таҷрибавии зиёд, ки ҳам дар сатҳи Замин ва ҳам дар лабораторияҳои зеризаминӣ ҷойгиранд омӯхта шудаанд.

  НК энергияашон аз 1014 эВ зиёд ба атмосфераи Замин хеле кам меоянд ва тавассути асбобҳое, ки дар киштиҳои кайҳонӣ ва моҳвораҳо гузошта мешаванд омӯхта намешавад. Барои омӯзиши ин зарраҳо ба усули махсус такя мекунанд – истифодаи селе, ки ин зарраҳо дар атмосфера ба миён меоранд. Чунин селҳои атмосферӣ масоҳати садҳо км кв.-ро мепӯшонад, ки имкон медиҳад зарраҳои баландэнергияро тавассути қатори бақайдгиракҳо омӯзем.

  Сели васеи атмосферӣ гуфта, ҳодисаи дар натиҷаи таъсири зарраи аввала ҳосил шудани зарраҳои нав ва ба миён омадани каскади электронӣ-ҳастаиро меноманд, ки дар натиҷа ба зарраҳои ҳосилмешуда то 90%-и эенергияи зарраи ибтидоӣ дода мешавад. Аз ҳисоби каскади электромагнитӣ шумораи электронҳо зиёд мешавад. Дар сатҳи баҳр адади онҳо ба миллиону миллиардҳо мерасад. Дар СВА ҳамаи ташкилдиҳандаҳо инкишоф меёбанд: электронӣ-фотонӣ, адронӣ, мюонӣ, нурафании Вавилов-Черенков, нурафкании радиоӣ ва ғайра (Расми 1).

Расми 1. Амсилаи компютерии СВА

  Яке аз ташкилдиҳандаҳои муҳими СВА нурафкании черенковӣ мебошад, вале мушоҳидааш осон нест. Дар атмосфера пароканиши нури ситораҳо ба миён меояд, бинобар ин осмони шабона афканиш дорад, ҳарчанд, ки ночиз бошад ҳам 6,5×107 (см2·с·стер)-1-ро ташкил медиҳад. Интенсивияти нури черенковӣ бошад аз ин дида хеле кам аст, вале барои ба қайд гирифтани дурахши кӯтоҳмуддат кифоя аст, ки аз флуктуатсияи афканиши осмони шабона зиёдтар бошад [1].  

  Имконияти афканиши черенковӣ аз назарияи эффекти Вавилов-Черенков бармеояд. Агар суръати зарра дар муҳит аз суръати рӯшноӣ зиёд гардад, он гоҳ ин зарра нур меафканад.

  Доир ба нурҳои кайҳонии баландэнергия метавон тавассути қайдгиракҳои атмосферии черенковӣ маълумот ба даст овард.

  Натиҷаҳои мусбат ба телескопи черенковӣ ба соли 1968 рост меояд (рефлектори 10 метра дар расадхонаи Whipple дар Аризона), ки бо боварии зиёд аз туманнокии Харчангшакл сигнали 1012 эВ қабул карда шуд.

  Дар Тоҷикистон дар доираи лоиҳаи «Помир-21» насби детекторҳо ва телескопҳои черенковӣ ба нақша гирифта шудааст, ки дар сурати амалӣ гардидан имкони омӯзиши нурҳои кайҳонӣ ва гамма-квантҳои баландэнергия ба вуҷуд меояд. Вале бояд қайд кард, ки таърихи омӯзиши афканишоти черенковӣ дар Тоҷикистон аз соли 1955 шурӯъ мешавад, ки дар минтақаи Чечектӣ телескопҳои черенковӣ сохта шуда буданд (Расми 2).

Расми 2. Насби детекторҳои черенковӣ дар Помир таҳти роҳбарии А. Е. Чудаков, соли 1955.

 

  Дар доираи лоиҳаи «Помир-21» бояд шабакаи росткунҷаи детекторҳои босуръат ба миқдори 121 дона, ки масоҳати ҳар кадоме 1 м2 ва масофаи байни онҳо 25 м гузошта шавад.  Ҳамчунин, 4 телескопи черенковӣ бо масоҳати ∼4 м2 ҳар кадоме дар масофаи 100 м аз ҳамдигар насб карда мешавад (Расми 3). Ин тарзи ҷойгиршавии детектору телескопҳо имкон медиҳад, ки мушаххасоти ибтидоии нурҳои кайҳонӣ муайян карда шаванд [2]. Саҳеҳияти ченкуниҳо чунин ҳаст: самти омадани нури кайҳонӣ тақрибан 0,1°, маркази афтиши сели васеи атмосферӣ – 1-2 м, энергияи ибтидоӣ – 10% ва ҷудосозии гамма-квантҳо бо аниқии 99% [3].

Расми 3. Тарҳи ҷойгиршавии детекторҳо (чоркунҷаҳои сиёҳ) ва телескопҳо (доираҳои сурх)-и черенковӣ дар Помир.

Ризои Баҳромзод

Ходими пешбари илмии

Маркази байналмилалии таҳқиқоти физикӣ-ядроии

Институти физикаю техникаи ба номи С. Умарови

Академияи миллии илмҳои Тоҷикистон

Адабиёти истифодашуда:

  1. Мурзин В. С., Астрофизика космических лучей. – М.: Логос, 2007.
  2. В. И. Галкин, А. С. Борисов, Р. Бахромзод, В. В. Батраев, С.З. Латипова, А.Р. Мукумов. Метод определения параметров первичной частицы широкого атмосферного ливня высокогорной установкой. Вестник Московского Университета. Серия 3. Физика. Астрономия. № 2, 2018
  3. Бахромзод Р., Галкин В. И., Анализ критерия отбора гамма-квантов по угловому распределению черенковского света установкой „Памир-XXI“. Ученые записки физического факультета Московского Университета, № 6, 1960201, 2019.
Хондан 503 маротиба