A kozmikus sugárzás

A kozmikus sugárzás a Földön kívülről származó nagyenergiájú részecskékből áll. Előfordul benne elektron, proton, gamma-sugárzás és rengetegféle atommag. Ezeknek a részecskéknek a mozgási energiája 14 nagyságrendet fog át. Az egyes részecskék esetén a földfelszínre érkező kozmikus sugárzás fluxusa az energia köbének inverzével arányos. A nagyon eltérő részecskeenergiák a különböző eredet miatt vannak. A kozmikus sugárzás eredhet a Nap nagyenergiájú folyamataiból, de jöhet a belátható Világegyetem legtávolabbi zugából is.

Története: A kozmikus sugárzásról eredetileg azt tartották, hogy a föld radioaktív izotópjaiból származik. Ezt az elképzelést Victor Hess cáfolta 1911-ben, melyért 1936-ban fizikai Nobel-díjat kapott. Légballonokról elektroszkóppal mérte különböző tengerszint feletti magasságokban a sugárzást. Mivel felfelé egyre nagyobb intenzitást tapasztalt, ez a kozmikus eredet mellett szólt. Az 1912-es napfogyatkozás alkalmával végzett ballonos méréseivel azt is kimutatta, hogy nem a Nap a sugárzás elsődleges forrása.

1938-ban Pierre Auger megfigyelt közel egyidejű kozmikus sugárzás eseményeket, melyek eltérő irányból jöttek. Arra következtett, hogy ezek olyan részecskéktől származnak, melyek túl nagy energiájúak voltak ahhoz, hogy behatoljanak a legkörbe. Ezek a részecskék, ahelyett, hogy a légkör atommagjaival ütköznének, rengeteg részecskét koznak létre, részecskezáport. Az Auger által észlelt eseményeket megvizsgálva azt találták, hogy azok 1015 eV energiájú részecskéktől származnak, az addig ismerteknél 10 milliószor nagyobb energiájú részecskéktől.

A nagyenergiájú kozmikus sugárzás mérését kiterjedt részecskezáporok mintavételezésével először 1954-ben a Harvard College Observatory-ban kezdék el. Munkájukből és az ezt követő kísérletekből kiderült, hogy a kozmikus sugárzás energiája elérheti a 1020 elektronvoltot is. Ez egy 200 km/h sebességű teniszlabda energiájának felel meg.