Bolo to tak od nepamäti a bude to tak zrejme vždy, pretože kozmické žiarenie je stálou zložkou nášho životného prostredia. Čo to kozmické žiarenie je a odkiaľ pochádza?

Primárne a sekundárne žiarenie

"Kozmické žiarenie pozostáva z vysokoenergetických (primárnych) častíc, prilietavajúcich na Zem z vesmíru, a zo spŕšok sekundárnych častíc, ktoré vznikajú v zemskej atmosfére v dôsledku interakcie primárnej častice s atmosférou. Zloženie nabitých primárnych častíc sa mení s energiou, no zhruba 86 % primárnych častíc sú protóny, 11 % tvoria tzv. alfa častice (jadrá hélia), 1 % ostatné jadrá a 2 % elektróny [1]. Neutrálne primárne častice pozostávajú z fotónov, neutrín a antineutrín.

Medzihviezdny plyn, supernovy a jadrá galaxií

Medzi pravdepodobné zdroje kozmického žiarenia patrí ionizovaný medzihviezdny plyn, supernovy či aktívne galaktické jadrá. Energetické spektrum kozmického žiarenia siaha až po hodnotu medzi 1020 - 1021 eV (elektrónvoltov), pričom najvýkonnejšie pozemské urýchľovače dokážu urýchliť častice len na energie okolo 1012 eV", vysvetľuje RNDr. Alexander Dirner, CSc., z Ústavu fyzikálnych vied Prírodovedeckej fakulty Univerzity P. J. Šafárika v Košiciach.

Objavil ho Rakúšan

Za objaviteľa kozmického žiarenia je považovaný Victor Franz Hess z viedenskej univerzity, ktorý v roku 1912 vykonal niekoľko výškových letov balónov. Pri týchto letoch zaregistroval žiarenie, ktorého intenzita narastala s výškou, takže Hess správne usúdil, že ide žiarenie mimozemského pôvodu. Hess spolu s americkým fyzikom Robertom A. Millikanom zaviedli pre toto neznáme žiarenie termín kozmické žiarenie.

Budovanie sústavy detektorov

V súvislosti s blížiacim sa stým výročím objavenia kozmického žiarenia sa košická prírodovedecká fakulta v spolupráci s Ústavom experimentálnej fyziky SAV zapojili do medzinárodného projektu, ktorého cieľom je vybudovať v mnohých krajinách sústavy detektorov kozmického žiarenia, ktoré by mali byť umiestnené najmä na strechách stredných škôl.

Zapoja sa aj študenti

Projekt má aj významný pedagogický prínos, pretože umožní zapojiť študentov do výskumu kozmického žiarenia, pracovať s experimentálne získanými údajmi a vyhodnocovať ich a tým obohatiť výučbový proces a podnietiť záujem študentov o štúdium fyziky. Projekt je už úspešne etablovaný v Kanade (pod názvom ALTA) i v Českej republike (CZELTA).

Projekt SKALTA

Slovenský projekt dostal analogicky znejúce označenie SKALTA, čo je skratka výrazu SlovaKiAn Large-area Time coincidence Array (čosi ako Slovenský veľkoplošný súbor s časovou koincidenciou). Hlavným zámerom projektu SKALTA je umiestniť pracovné stanice s detektormi vysokoenergetických kozmických častíc, na strechy niektorých slovenských stredných škôl. Prvá takáto stanica je však umiestnená na ploche streche budovy Prírodovedeckej fakulty UPJŠ na Jesennej ulici v Košiciach. Ak by ste sa na tú strechu aj dostali, ťažko by ste prišli na to, že tam nejaké detektory kozmického žiarenia sú.

V strešných boxoch na autá

Možno by ste sa len čudovali, na čo sú tam tri automobilové strešné nosiče (boxy). No a práve v týchto plastových "boxoch" sú umiestnené detektory kozmického žiarenia. Opäť dr. Dirner: "Naša pracovná stanica pozostáva z troch scintilačných detektorov, každý veľkosti 60 cm x 60 cm, ktoré sú zapojené v koincidencii. Detektory sú uložené v plastovom obale so stabilizovanou teplotou a sú usporiadané do rovnostranného trojuholníka s dĺžkou strany 10 m. Plocha trojuholníka určuje minimálnu veľkosť spŕšky a s tým súvisiacu minimálnu energiu pôvodnej primárnej častice.

Zistia miesto, odkiaľ priletela

Signál z detektora je zaznamenaný elektronickým blokom, ktorý je pripojený na počítač. Z časových rozdielov medzi signálmi zachytenými jednotlivými detektormi sa dá vypočítať smer pôvodnej primárnej častice a určiť tak miesto na oblohe, z ktorého pôvodná častica priletela. Meraním presného času spŕšky prostredníctvom systému GPS sa dajú naše údaje porovnať s údajmi z iných staníc (napr. CZELTA) a študovať tak korelácie medzi spŕškami na veľké vzdialenosti."

Možno analyzovať zriedkavé udalosti

Možno ešte doplniť, že výsledné údaje z košického detektora SKALTA sú posielané na centrálny server. Tieto údaje obsahujú hodnoty o veľkosti signálov z jednotlivých detektorov, čas príletu spŕšky a približné súradnice spomínaného miesta "pôvodu" častice na oblohe. Na centrálnom serveri sú prístupné aj údaje z iných staníc, čo umožňuje rozšíriť analýzu na zriedkavé udalosti zasahujúce veľké územné plochy na zemskom povrchu.

Jeden z desiatich v Európe

Košická stanica SKALTA začala svoju činnosť koncom júna minulého roka, pričom prvé tri mesiace bežala v testovacom režime. Od októbra 2010 už pracuje v normálnom pracovnom režime, zbiera údaje o sekundárnom kozmickom žiarení a posiela ich na centrálny server. Ako nám na záver povedal Dr. Dirner, v súčasnosti je v Európe 10 takýchto staníc na meranie kozmického žiarenia, z toho sedem v Česku a po jednej v Spojenom kráľovstve, Rumunsku a na Slovensku, a to práve v Košiciach.


Monitor s mapou oblohy. Počítač vyhodnotí signály z detektorov a určí približné miesto na oblohe, z ktorého častica priletela.

Najdôležitejšie správy z východu Slovenska čítajte na Korzar.sme.sk.