Jak se loví tajemné částice

16. listopad 2005

Logo|foto:Český rozhlas

Čeští vědci se účastní největšího astročásticového experimentu současnosti. Jde o observatoř Pierra Augera, ležící v Argentině, která má pátrat po zdroji tajemného kosmického záření. Jeho energie je tak vysoká, že ji člověk ještě dlouho nebude schopen vyrobit ani v těch největších urychlovačích. Podle některých teorií by zdrojem tajemného záření mohl být jev, který ještě neznáme.

To něco, co k zemi letí vesmírem, se pohybuje rychlostí světla. Vletí to do atmosféry Země a v ní se to srazí s atomem, který právě stojí v cestě. Vše se rozprskne a velkou rychlostí klesá k zemskému povrchu. Po cestě dochází k statisícům dalších nárazů, asi jako když do sebe na kulečníkovém stole narážejí koule, do kterých jste strčili tágem. Výsledkem je sprška miliard částic, která se přiřítí až k zemskému povrchu. Tam na ni čekají dvě pasti.

Past první

Na zemi bude po úplném dokončení observatoře v pravidelné trojúhelníkové síti rozmístěno 1.600 detektorů (zatím jich funguje 898). Jsou vlastně vodní nádrže (sudy) - každá s 11.000 litry vysoce čisté průzračné vody - rozmístěné pod hřebeny And. Částice při průletu sudem spustí měřicí automatiku, která pošle centrálnímu počítači zprávu s přesným časem této události. K čemu je to dobré? Představme si spršku částic jako voskovou svíčku. Když ji položíme na rozpálenou plotýnku celou její plochou, začne se na všech místech své základny tavit ve stejnou chvíli. Kdyby byla svíčka po obvodu osazena svítivými diodami s tepelnými spínači, rozsvítily by se všechny ve stejnou chvíli a my, jako vědci bychom zjistili, že ji pokládáme přesně kolmo na podložku. Pokud bychom ale svíčku položili jakkoliv šikmo, začnou se nejprve tavit body na jedné její hraně. Jak bude vosk ubývat, roztavená plocha se bude zvětšovat a tak se budou zapínat další a další diody. Tím jak rychle se zapínají další a další diody, my, "vědci", zjistíme, v jakém úhlu a odkud částice přiletěla.

Princip jak "sudy" zachytávají kosmické záření

Past druhá

Částice při průletu atmosférou slabě září. Je to záře tak slabá, že je zapotřebí největších fluorescenčních dalekohledů, aby světlo zachytily. Pierre Auger má takových dalekohledů 24, zatím jich je dokončeno 18. Dalekohledy jsou rozmístěny ve čtyřech observatořích po obvodu celého pole sudů tak, aby pokryly celou jeho šíři. Je to důležité pro určení úhlu, ze kterého sprška přiletěla. Funguje to asi jako naše oči. Kdybyste si na stůl postavili špejli tak, aby se podložky dotýkala jen jedním koncem, a podívali se na ni jedním okem, uvidíte úsečku. Dokážete určit, jestli míří vlevo, nebo vpravo, ale nejste schopni říci, jestli míří k vám, nebo od vás. Teprve až se podíváte oběma očima, dokážete zjistit i tento druhý směr. Vědci z observatoře Pierre Auger pak podobně dokáží zjistit přesný úhel dopadu spršky a tím ukázat na místo na obloze, ze kterého přichází.

Prozatímní výsledky

Zatím to vypadá, že tajemné částice přicházejí ze všech směrů. Pokud by se ale dlouhodobým měřením podařilo zjistit, že z některého místa ve vesmíru přilétají částice častěji než z místa jiného, mohlo by to vědcům pomoci najít zdroj záření, o kterém zatím nemají ponětí.