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.
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. Interakce
těchto vysokoenergetických částic mohou přinášet důležité poznatky vnitřní stavbě částic a
vlastnostech jejich interakcí. Sehrálo též patrně významnou roli procesech chemického vývoje
vesmíru, vzniku evoluce života.
Jednotlivé metody detekce kosmického záření níže stručně rozebereme.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). Pokud takový elektronický detekční
systém umístěn kosmickém satelitu, může dlouhodobě vysílat data druhu, energii interakcích
částic kosmického záření. Omezuje tím detekovaný
energetický rozsah max. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.
¨ Jaderná částicová fyzika:
V kosmickém záření setkáváme částicemi těch nejvyšších energií, mnoho řádů převyšující
energie, které budeme dohledné době schopni vytvořit pozemských urychlovačích. stovky GeV; takových částic ještě relativně hodně jsou schopny ztratit v
ne příliš hmotném detektoru potřebnou část energie.
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. Přímá detekce primárního kosmického záření; Detekce sekundárního kosmického záření.1, část "Uspořádání
a konfigurace detektorů záření"). Jsou zásadě podobné
detektorům částic velkých urychlovačích, ale musý být menší podstatně lehčí, aby bylo možno
je vynést oběžnou dráhu.
Nejvhodnější jsou zde shora zmíněné elektronické multidetektorové systémy, automatickým
http://astronuklfyzika.
× Komplexní elektronické detekční systémy částic,
zahrnující polovodičové ionizační trackery, spektrometry kalorimetry (viz §2.cz/JadRadFyzika6.htm (28 32) [15. 1.
¨ Vliv kosmického záření přírodu život:
Kosmické záření představuje nejvýznamější přírodní zdroj trvalého ionizujícího ozařování lidí, zvířat
i ostatních živých tvorů.2008 12:13:55]
. 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.2, část "Detektory stop
částic"). Tento požadavek však druhé straně podstatně snižuje detekční účinnost
a možnosti spektrometrie zvláště pro částice nejvyšších energií. Spektrometrický systém umístěn magnetickém poli; ze
zakřivení stop nabitých částic lze stanovit náboj hybnosti částic.
Problematiku detekce kosmického záření můžeme globálního hlediska dělit dvě oblasti:
1.
Podle místa, kde detekci provádíme, máme tři možnosti:
a) Pozemní detekce; Atmosférická detekce; Detekce vesmíru.10.
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.
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
