Kosmisk stråling

I denne artikel vil vi udforske den fascinerende verden af ​​Kosmisk stråling, et emne, der har fanget opmærksomheden hos millioner af mennesker rundt om i verden. Fra dets oprindelse til dets indvirkning på nutidens samfund har Kosmisk stråling skabt debatter og refleksioner over dets relevans på forskellige områder. I denne retning vil vi fordybe os i dens historie, analysere dens mest relevante aspekter og undersøge dens indflydelse på forskellige områder. Med en dybdegående tilgang inviterer denne læsning dig til at opdage og bedre forstå de nuancer og kompleksiteter, der kendetegner Kosmisk stråling, og byder på nye perspektiver og refleksioner om dette spændende emne.

Kosmiske stråler stammer fra verdensrummet (kosmos). Solens magnetfelt afbøjer den del af den kosmiske stråling som er elektrisk ladet. Det samme gør Jordens magnetfelt.[1]
Mængden af kosmiske partikler som funktion af deres energi. Den enkelte kosmiske partikels energimængde kan til en vis grad afgøre dets ophav.
Gul - solar kosmisk stråling.
Blålig, cyan – GCR, galaktisk kosmisk stråling – fra mælkevejen.
Lilla, magenta – ECR (inkl. UHECR og EECR) – intergalaktisk kosmisk stråling – fra andre galakser.
I ca. 10-12 km højde ses det at man får mindst strålingsbelastning (grønligt, blåligt) fra kosmiske stråler ved jordens ækvator. Grunden er jordens magnetfelt afbøjer de fleste mod polerne. Ved jordoverfladen er strålingsbelastningen betydeligt lavere (ikke illustreret).

Kosmiske stråler er subatomare partikler eller atomer med oprindelse udenfor Jordens atmosfære, som har en kinetisk energi på mere end nogle få milliarder eV. En lille del af den kosmiske stråling består af fotoner i form af gammastråler.

De subatomare partikler i den kosmiske stråling består overvejende af protoner, som udgør hele 89% af al kosmisk stråling, men også neutroner og elektroner er til stede, samt positroner, der er en antistof partikel.[2] Atomerne i den kosmiske stråling er ioniserede atomer fra en stor del af det periodiske system – helt op til uran - men langt de fleste er helium-kerner.[3] [4] Når de kosmiske stråler rammer atomerne i jordens atmosfære, dannes hurtigt kaskader af andre partikler og det er som regel disse sekundære partikler som detekteres når man observerer den kosmiske stråling. Kaskaderne består af et utal af mere eksotiske partikler, men pioner og myoner udgør det meste.[3]

Observationer

Man har kendt til effekterne af den kosmiske stråling siden 1800-tallet, men det var først i 1928, at fysikeren Robert Millikan satte navn på fænomenet efter nogle ballon-eksperimenter i Texas.[3]

Kosmisk stråling studeres i dag videnskabeligt fra rummet (bl.a. fra Den Internationale Rumstation), med højtsvævende balloner og fra jordoverfladen. De jordbaserede observatorier, omfatter bl.a. Cherenkov teleskoper som opfanger den gammastråling der udsendes når kosmiske stråler rammer jordens atmosfære.

Kategorisering

Man kategoriserer den kosmiske stråling i energiintervaller, idet den enkelte kosmiske partikels kinetiske energi til en vis grad kan afgøre hvor den stammer fra (se figur):

Den største kinetiske energi man kender fra kosmisk stråling er på mere end 1020 eV. I 1991 observerede man i Great Salt Lake Desert i Utah kosmiske stråler med en energi på 3,2*1020 eV. Det svarer til lidt mere end 48 Joule, omkring samme kinetiske energi som en bowling kugle der droppes fra en udstrakt arm. Det er millioner af gange mere end den kinetiske energi partiklerne i partikelacceleratorer kan opnå. Partikler af denne type er siden blevet betegnet som "oh-my-god" partikler.[5][6]

Det formodes at hovedkilden til UHECR-kosmiske stråler er supernovaeksplosioner.[4]

Betydning

Solens magnetfelt afbøjer de elektrisk ladede partikler fra den kosmiske stråling. Jordens magnetfelt og jordens atmosfære bremser og omdanner kosmiske stråler, så de når ikke frem til jordens overflade.[7] De myoner som dannes når den kosmiske stråling rammer jordens atmosfære, fortsætter dog næsten uhindret til overfladen og et areal svarende til et menneskes hoved modtager således i gennemsnit én myon hvert sekund.[3]

Nogle forskere mener at kosmisk stråling har direkte indvirkning på den globale opvarmning, i og med at ændringer i klodens temperatur følger ændringer i den kosmiske stråling over de sidste mange år.[8]

Kilder/referencer

  1. ^ macalester.edu: An Introduction to Cosmic Rays Arkiveret 19. marts 2005 hos Wayback Machine Citat: "...They are then picked up by the solar wind and carried back to the outer heliosphere. Lastly, they are somehow accelerated, e.g. by the solar wind termination shock, and drift into the inner heliosphere as cosmic rays..."
  2. ^ ScienceNews: Excess antielectrons aren’t from nearby dead stars, study says
  3. ^ a b c d CERN: Cosmic rays: particles from outer space
  4. ^ a b 23 April, 2002, BBC News, Cosmic ray mystery 'solved' Citat: "...Cosmic rays are bits of matter: protons, electrons, and atomic nuclei which have been stripped of their electrons. Although supernovae, gigantic exploding stars, have long been suspected as the source of most rays, the origin of the highest-energy rays has been more difficult to tie down..."For the first time, we see the hint of a possible connection between the arrival directions of ultra-high energy cosmic rays and locations on the sky of nearby dormant galaxies hosting supermassive black holes," said Princeton's Dr Diego Torres..."
  5. ^ Science: Physicists spot potential source of 'Oh-My-God' particles
  6. ^ Quanta Magazine: The Particle That Broke a Cosmic Speed Limit
  7. ^ Particle Physics & Astronomy Research Council (2004, November 5). Possible Origin Of Cosmic Rays Revealed With Gamma Rays. ScienceDaily Citat: "...luckily for life on Earth, gamma rays from objects in outer space are stopped by the atmosphere..."
  8. ^ "Kosmiske stråler og solpletter". Viden om. DR. Arkiveret fra originalen 22. august 2016. Hentet 30. juli 2016.

Se også

Eksterne henvisninger

 Wikimedia Commons har medier relateret til: