Космический душ из тяжёлых частиц ✎ экспресс

Оригинал: "HERO (High Energy Ray Observatory) optimization and current status"
arXiv:2306.13406 · 2023-06-23 · arXiv non-exclusive · собственный разбор · 1 мин
Космическая обсерватория HERO поймает самые энергичные частицы Вселенной и объяснит загадочный излом в их спектре.

📄 Показана версия «Просто» — «Подробно» пока не готова. Добавьте ★ в избранное, если хотите её ускорить.

Каждую секунду сквозь каждого из нас пролетают десятки частиц из космоса. Большинство — лёгкие протоны, но попадаются и ядра атомов потяжелее: углерод, кислород, железо. Они рождаются во взрывах звёзд и летят к Земле миллионы лет. Их энергия бывает чудовищной: одна частица может нести столько же, сколько теннисный мяч на подаче.

Но в потоке этих частиц есть странный излом. На энергии около 3 ПэВ (петаэлектронвольт — это как 3 миллиона миллиардов электронвольт) частиц становится заметно меньше, чем ожидали. Почему — никто точно не знает уже полвека. Возможно, они теряют энергию по дороге, или их источник работает иначе.

Чтобы разобраться, строят прибор HERO. Это калориметр — устройство, которое тормозит частицу и измеряет, сколько тепла она выделила. Чем тяжелее калориметр, тем точнее измерение. У HERO будет версия до 70 тонн — как десять слонов. Он полетит в космос не раньше 2029 года и за пять лет соберёт данные о всех распространённых ядрах в космических лучах. Точность составит до 3% — как если бы вы измеряли свой вес с точностью до 30 граммов.

HERO сможет не только измерить общий поток, но и разделить частицы по типу ядра — от протона до железа. Это как сортировать конфеты в наборе по вкусу, не разворачивая фантики.

Если излом в спектре окажется одинаковым для всех ядер, значит, дело в том, как частицы путешествуют сквозь галактику. Если разным — виноваты их источники. Ответ на этот вопрос подскажет, где рождаются самые энергичные частицы во Вселенной.

Одна частица с энергией 3 ПэВ несёт столько же энергии, сколько летящий комар, — но сжата в ядро атома, которое в миллион раз меньше комара.

Учёные
Albert EinsteinHans BetheLise MeitnerMargaret BurbidgeBernhard RiemannJoseph Weber
Понятия
калориметр лхаасо жёсткое рентгеновское излучение обсерватория Пьера Оже рентгеновский телескоп телескоп «Ферми» обсерватория космический исследователь детектор излучения нустар эРОЗИТА ска XRISM XMM-Ньютон зонд Паркер реконструкция энергии километр юнона фотометрия энергетическое разрешение