بدأ البناء في مرصد الأشعة الكونية في صحراء يوتا الذي يجب أن يكون أكثر حساسية بعشر مرات من الأجهزة السابقة. يتكون “Telescope Array” من 564 كاشف على شكل جدول ، والذي سيقيس زخات الجسيمات دون الذرية التي تسقط على الأرض عندما تتفاعل الأشعة الكونية مع الغلاف الجوي. سيساعد العلماء في الكشف عن مصدر الأشعة الكونية الفائقة الطاقة.
تتسارع أعمال البناء في مرصد للأشعة الكونية بقيمة 17 مليون دولار غرب دلتا ، يوتا ، بفضل وكالتين أمريكيتين: أصدر مكتب إدارة الأراضي تصريحًا ، ووافقت مؤسسة العلوم الوطنية على منحة قدرها 2.4 مليون دولار.
المرصد المعروف باسم مصفوفة التلسكوب "سيكون أكثر حساسية بعشر مرات من التجارب السابقة ، ونأمل أن يسمح لنا في النهاية بحل لغز أصل هذه الجسيمات ذات الطاقة الفائقة (الأشعة الكونية) التي تقصف الأرض ، يقول بيير سوكولسكي ، أستاذ ورئيس الفيزياء في جامعة يوتا.
يقول تشارلي جوي (راي واضح) ، أستاذ الفيزياء بجامعة يوتا: "سيكون لدينا أقوى كاشف للأشعة الكونية في نصف الكرة الشمالي".
يقول سوكولسكي أن المرصد الجديد يجب أن يبدأ تشغيل الاختبارات في أواخر ربيع 2007 ، ويبدأ التشغيل الكامل بحلول أواخر صيف 2007 ، ثم يجري بحثًا لمدة تصل إلى 10 سنوات.
وقد تم تمويل مصفوفة التلسكوب حتى الآن بمبلغ 14.4 مليون دولار من الحكومة اليابانية. ستسمح المنحة التي تبلغ قيمتها 2.4 مليون دولار من مؤسسة العلوم الوطنية للفيزيائيين في جامعة يوتا بنقل المعدات إلى المنشأة الجديدة من مرصد الأشعة الكونية ذي الذبابة عالية الدقة المتقدِّم على أرض Dugway Proving Ground التابعة للجيش الأمريكي.
لن تشغل الهياكل والطرق سوى 50 فدانًا من موقع التجربة الذي تبلغ مساحته 400 ميل مربع.
في ثلاثة مواقع على أرض مدرسة يوتا الاستئمانية ، ستحتوي المباني على "كاشفات مضان" ، وهي عبارة عن مجموعات من المرايا وأدوات التسجيل التي تختبئ في سماء الليل من أجل ومضات الأشعة فوق البنفسجية الباهتة التي تحدث عندما تضرب الأشعة الكونية القادمة ذرات النيتروجين ، وهو الغاز الأكثر وفرة في الغلاف الجوي للأرض. كل موقع من المواقع الثلاثة سيكون على بعد 25 ميلا من المواقع الأخرى. سيرسل مبنى "مرفق الليزر المركزي" ، الذي يقع بين مواقع كاشف الإسفار الثلاثة ، أشعة الليزر باتجاه السماء عندما تكون هناك حاجة لمعايرة المرايا والمسجلات.
المكون الرئيسي الآخر للمرصد هو "صفيف أرضي" من 564 كاشف تلألؤ على شكل جدول ، يبلغ طول كل منها حوالي 3 أقدام وعرضها 6 × 10 أقدام. ستقيس الأجهزة "دشات الهواء" ، وهي عبارة عن شلالات من الجسيمات دون الذرية التي تسقط على الأرض عندما تصطدم الأشعة الكونية بالنيتروجين في الغلاف الجوي.
سوف تنتشر كاشفات التلألؤ في شبكة على مساحة 18 ميلاً × 22 ميلاً غرب الدلتا. سيسمح "مكتب منح الأراضي / تصريح الاستخدام المؤقت" لمكتب إدارة الأراضي للعلماء ببناء مرفق الليزر المركزي وتركيب 460 من كاشفات التلألؤ على أرض BLM ، والتي تغطي 80 بالمائة من موقع المرصد. تم بالفعل الحصول على إذن بتركيب 104 كاشفات تلألؤ أخرى من ولاية يوتا وملاك الأراضي الخاصة. إنهم يمتلكون الـ 20 بالمائة المتبقية من الموقع المترامي الأطراف.
العلماء يتعاونون بدلاً من "التخلص منها"
سيسعى مرصد الأشعة الكونية الجديد للإجابة على أحد الألغاز الأكثر إرباكًا في الفيزياء: ما هو مصدر الأشعة الكونية الفائقة الطاقة ، والتي هي جسيمات دون ذرية تصرخ في الغلاف الجوي للأرض بطاقة لا تصدق؟
الأشعة الكونية هي نوى ذرية - ذرات مجردة من إلكتروناتها - من العناصر الكيميائية ، وبشكل رئيسي الهيدروجين والهيليوم. يمنعهم الغلاف الجوي من ضرب الأرض ، وحتى لو استطاعوا ذلك ، فإنهم سيمرون عبر شخص دون أن يلاحظه أحد. ولكن إذا كان شعاعًا كونيًا واحدًا فائق الطاقة يمكن أن يضرب رأسك ، فسيشعر وكأنه كرة بيسبول سريعة الوتيرة.
تأتي بعض الأشعة الكونية من النجوم التي تنفجر على شكل مستعرات أعظمية. لكن الأشعة الكونية ذات الطاقة الفائقة هي أكثر قوة ، ويبدو أنها تأتي من نطاقات بعيدة من الكون. ويشتبه سوكولسكي في أنها تنشأ من "نوى مجرة نشطة" ، وهي ثقوب سوداء ضخمة تتكون عندما يتجمع حوالي مليار نجم منهار في مراكز المجرات. تشمل المصادر المحتملة الأخرى موجات الصدمة من اصطدام المجرات ، والمجرات الصاخبة الباعثة للموجات اللاسلكية ، والمصادر الغريبة مثل الأوتار الكونية النظرية ، وانحلال الجزيئات الضخمة التي خلفها "الانفجار العظيم" الذي يقول العلماء إنه خلق الكون قبل حوالي 13 مليار سنة.
سوف يدمج Telescope Array تقنيتين تحسبان أعدادًا مختلفة بشكل لافت من الأشعة الكونية فائقة الطاقة التي تصل إلى الأرض. اكتشف مرصد أجاسا الياباني للأشعة الكونية 10 مرات أكثر من عين الذبابة عالية الدقة. يقول سوكولسكي إن العدد الكبير الذي تم قياسه بواسطة AGASA يشير إلى أن المصدر قريب نسبيًا في الكون ، ولكن لا توجد أجسام فلكية معروفة يمكن أن تكون المصدر.
لذا فإن مصفوفة التلسكوب ستشمل كاشفات مضان مثل تلك المستخدمة في عين الذبابة عالية الدقة وكاشفات التلألؤ مثل تلك المستخدمة في AGASA.
يقول سوكولسكي: "هذه التجربة فريدة من نوعها بمعنى أنها اتحاد مجموعتين علميتين متنافستين في البداية: مجموعة يابانية ومجموعة أمريكية أجرت تجربتين منفصلتين لمدة عقد من الزمن وخرجت بنتائج غير متوافقة مع بعضها البعض". "من غير المألوف بالتأكيد في تاريخ المساعي العلمية من هذا القبيل ، وبدلاً من التخلص منه إلى الأبد ، قرروا توحيد القوى وبناء تجربة معًا لحل الاختلافات".
لقد وصلت عين Fly-Resolution High و Resolution AGASA إلى نهاية عمرها النافع - هناك حاجة إلى أدوات أكثر قوة - وأصبح تشغيل عين Fly-Resolution High Resolution عالية الصعوبة في أعقاب الهجمات الإرهابية على نيويورك في 11 سبتمبر 2001 وواشنطن. تجري Dugway أبحاثًا حول الدفاع ضد الأسلحة الكيميائية والبيولوجية ، وتمنع قيود أكثر صرامة طلاب الدراسات العليا الأجانب من الجامعة من زيارة الموقع.
BLM: مسح الحياة البرية ، واستخدام المروحية لتثبيت بعض المعدات
يقول سوكولسكي ، إنه عند إصدار التصريح ، طلبت BLM من جامعة يوتا إجراء دراسات استقصائية وحماية الموارد الثقافية ، والنباتات المهددة بالانقراض والمهددة ، والحياة البرية مثل الثعالب ، والبومة الخارقة ، والطيور الجارحة.
يقول سوكولسكي ، إن بناة المرصد سوف يستخدمون المروحيات - وليس جميع المركبات في جميع التضاريس - لتركيب كاشفات التلألؤ ، و "لقد اتفقنا على صيانتها إما سيرًا على الأقدام أو على ظهور الخيل" في أماكن لا يمكن الوصول إليها بالطرق. سيتم استخدام المروحيات إذا تطورت مشكلة كبيرة مع كاشف ، ولكن من المتوقع أن تكون غير عادية. يُطلب من العلماء أيضًا التقاط صور رقمية عند زيارتهم لموقع الكاشف ومراقبة أي تغييرات بمرور الوقت.
فيما يلي حالة المكونات المختلفة لصفيف التلسكوب:
* بدأ بناء المرصد في أغسطس 2004 في أول ثلاثة مواقع للكشف عن مضان تقع على قمة بلاك روك ميسا على بعد حوالي 13 ميلاً جنوب غرب جنوب الدلتا. اكتمل المبنى وتم تركيب العديد من المرايا. سيتم الانتهاء من الكشف عن مضان بلاك روك بنهاية هذا الصيف.
بدأ بناء كاشف الفلورة الثاني في ديسمبر 2005 في لونج ريدج على بعد 30 ميلاً جنوب غرب دلتا. سيتم الانتهاء من المبنى بحلول نهاية الصيف ، وسيتم تركيب المرايا قبل فصل الشتاء.
* على عكس كاشفات Black Rock Mesa و Long Ridge ، التي يتم بناؤها بأموال يابانية ، ستقوم جامعة يوتا ببناء كاشف التألق الثالث باستخدام منحة مؤسسة العلوم الوطنية. سميت بالطبلة الوسطى ، وتقع على بعد 25 ميلاً شمال غرب دلتا. يقول سوكولسكي إن إعداد الموقع يجب أن يبدأ في أغسطس ، مع بناء واحد أو أكثر لاستكمال المرايا بحلول ديسمبر. يجب إزالة المرايا والمعدات الأخرى من عين الذبابة عالية الدقة في Dugway ، وتنظيفها وتعديلها في مستودع سولت لايك سيتي ، ثم نقلها بالشاحنات إلى موقع Middle Drum بحلول الصيف المقبل.
* سيتم بناء منشأة الليزر المركزية - الواقعة على مسافة متساوية من كاشفات الفلوريسنت الثلاثة - اعتبارًا من أغسطس ويجب الانتهاء منها في غضون شهر أو نحو ذلك.
* من المتوقع أن يبدأ تركيب كاشفات التلألؤ على أرض BLM في أواخر يوليو أو أوائل أغسطس بمجرد حصول الوكالة على نتائج مسوحات الحياة البرية المطلوبة ، حسب قول سوكولسكي. ويضيف أنه تم بالفعل بناء أول 200 كاشف للتلألؤ ، ويتم تخزينها في حقل في دلتا ، وتبدو "مثل حقل عملاق مليء بأسرة المستشفيات". سيتم نقلهم بالشاحنات إلى مناطق التدريج ، ثم يتم رفعهم إلى مكانهم بواسطة طائرة هليكوبتر. يقول سوكولسكي أنه سيتم تركيب كاشفات التلألؤ الـ 364 المتبقية بحلول ديسمبر.
* فتحت الجامعة مركز Rayard County Cosmic Ray Center في دلتا ، باستخدام 150.000 دولار أمريكي من الأموال الحكومية والخاصة لشراء وتجهيز مبنى. يتم تجميع عدادات التلألؤ هناك وتخزينها في حقل مجاور مستأجر ، لكن المركز سيحتوي في المقام الأول على معارض لتوعية الجمهور حول أبحاث الأشعة الكونية.
