V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Přímá detekce primárního kosmického záření; Detekce sekundárního kosmického záření.
Z hlediska metodiky detekce jsou pro částice primárního kosmického záření vhodné dva
druhy detektorů:
× Fotografické emulze, mlžné bublinkové komory,
uložené magnetickém poli, zaznamenávají dráhy částic (jsou popsány §2. Sehrálo též patrně významnou roli procesech chemického vývoje
vesmíru, vzniku evoluce života.
Nejvhodnější jsou zde shora zmíněné elektronické multidetektorové systémy, automatickým
http://astronuklfyzika.
Do balónů instalovaly většinou speciální filmové emulze
l Detektory vesmíru kosmických sondách (satelitech)
Oproti balonům mají detektory kosmických sondách dvě zásadní výhody: Detekují skutečně
primární částice, bez ovlivňování interakcemi atmosférou; Mohou pracovat dlouhodobě.RNDr.2008 12:13:55]
.cz/JadRadFyzika6. Pokud takový elektronický detekční
systém umístěn kosmickém satelitu, může dlouhodobě vysílat data druhu, energii interakcích
částic kosmického záření.htm (28 32) [15.2, část "Detektory stop
částic"). Tento požadavek však druhé straně podstatně snižuje detekční účinnost
a možnosti spektrometrie zvláště pro částice nejvyšších energií. Omezuje tím detekovaný
energetický rozsah max. 1.
Problematiku detekce kosmického záření můžeme globálního hlediska dělit dvě oblasti:
1.
× Komplexní elektronické detekční systémy částic,
zahrnující polovodičové ionizační trackery, spektrometry kalorimetry (viz §2.6 Ionizující záření
Motivace, proč detekovat analyzovat kosmické záření, přichází třech rozdílných oblastí:
¨ Astrofyzika:
Kosmické záření nám přináší užitečné informace procesech vzdáleném vesmíru, často o
těch nejbouřlivějších procesech při zániku hvězd gravitačním kolapsem (výbuchy supernov) či
akreci hmoty černou díru kvasarech).
Podle místa, kde detekci provádíme, máme tři možnosti:
a) Pozemní detekce; Atmosférická detekce; Detekce vesmíru. Jsou zásadě podobné
detektorům částic velkých urychlovačích, ale musý být menší podstatně lehčí, aby bylo možno
je vynést oběžnou dráhu.
¨ Vliv kosmického záření přírodu život:
Kosmické záření představuje nejvýznamější přírodní zdroj trvalého ionizujícího ozařování lidí, zvířat
i ostatních živých tvorů. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika. stovky GeV; takových částic ještě relativně hodně jsou schopny ztratit v
ne příliš hmotném detektoru potřebnou část energie.1, část "Uspořádání
a konfigurace detektorů záření"). Spektrometrický systém umístěn magnetickém poli; ze
zakřivení stop nabitých částic lze stanovit náboj hybnosti částic.
Z hlediska místa detekce primární kosmické záření možné detekovat dvěma způsoby:
l Detektory umístěné balonech,
schopných vystoupat výšky desítek kilometrů, provést tam měření pak sestoupit zase zemi.
Detekce primárního kosmického záření
Možnosti přímé detekce primárního kosmického záření, zvláště částic nejvyššími energiemi, jsou pro
nás značně omezené třech důvodů: Kosmické záření interaguje již atomy horních
vrstvách atmosféry; Nízká hustota toku vysokoenergetických částic; Nízký účinný průřez
interakce vysokoenergetických částic materiálem detektoru. Zvláště fotografické emulze byly vynášeny balonech velkých výšek, následně vyvolávány
a analýzou stop částic získala řada důležitých informací složení primárního kosmického záření
a částečně energiích částic.
¨ Jaderná částicová fyzika:
V kosmickém záření setkáváme částicemi těch nejvyšších energií, mnoho řádů převyšující
energie, které budeme dohledné době schopni vytvořit pozemských urychlovačích.10. Interakce
těchto vysokoenergetických částic mohou přinášet důležité poznatky vnitřní stavbě částic a
vlastnostech jejich interakcí.
Jednotlivé metody detekce kosmického záření níže stručně rozebereme
