نوى كونية تكشف عن طاقاتها ✎ سريع
عالياً فوق الغطاء الجليدي لأنتاركتيكا، ظل بالون يحمل كاشفًا معلقًا لمدة عشرين يومًا. كان يلتقط جسيمات صغيرة جدًا، ظلت تحلق نحونا لملايين السنين قادمة من انفجارات نجمية بعيدة. الآن، فك العلماء حمولته وأخبرونا عن الطاقة التي حملتها البروتونات ونوى العناصر المختلفة.
اتضح أن الجسيمات ليست كلها متشابهة. البروتونات (نوى الهيدروجين) تفقد طاقتها أسرع من نوى الهيليوم، فطيفها أكثر انحدارًا. أما نوى الكربون، فبعد طاقة 10 تيرا إلكترون فولت (أي ما يعادل طاقة بعوضة طائرة، لكن داخل جسيم دون ذري واحد) يتغير الميلان: يصبح الطيف أكثر انبساطًا. هذا السلوك لا يتوافق مع علاقة أسية بسيطة، ويلمح إلى مصادر مختلفة أو مسارات مختلفة للجسيمات في المجرة.
كما قاس الكاشف متوسط كتلة الجسيمات. مع زيادة الطاقة، يتصرف هذا المتوسط بشكل معقد: يرتفع أولاً، ثم ينخفض، ثم يرتفع مرة أخرى. هذا المنحنى "الأحدب" يشير إلى أن تركيب الأشعة الكونية يتغير مع الطاقة، وأن العناصر المختلفة تأتي من أماكن مختلفة. ربما تولد النوى الثقيلة أقرب إلينا، بينما تأتي البروتونات الخفيفة من أبعد، من مسرعات أقوى.
أصبح البالون فوق أنتاركتيكا نافذة على زوايا بعيدة من المجرة. الآن نفهم بشكل أفضل مما تتكون الأشعة الكونية وكيف تسافر.
تجربة ATIC-2 حلقت على بالون فوق أنتاركتيكا في 2002–2003، وبقيت في الجو حوالي 20 يومًا لجمع الأشعة الكونية.
في رواية «سولاريس» للكاتب ستانيسلاف ليم، يدرس محيط الكوكب البشر بإرسال ذكرياتهم إليهم، وهكذا تجلب لنا الأشعة الكونية معلومات عن انفجارات بعيدة نتعلم قراءتها.