ترین‌های کیهانی:سریع‌ترین پدیده پس از نور

 هنرمندی، بارش پرتوهای کیهانی را به تصویر کشیده است. ذره یا هسته‌ای اتمی با سرعتی نزدیک به سرعت نور به لایه‌های بالایی جوّ زمین برخورد می‌کند و از هم می‌پاشد، اما انرژی جنبشی آن بارشی از ذرات ثانویه را بر سَر و روی زمین می‌ریزد. دانشمندان با استفاده از آشکارسازهای ذرات و سنجش بقایای این برخورد می‌توانند انرژی (و سرعت) ذره‌ی اولیه را بازسازی کنند. یکی از این پرتوهای کیهانی، که در 15 اکتبر 1991 بر فراز ایالت یوتای آمریکا با جوّ زمین برخورد کرد، چنان سریع حرکت می‌کرد که حامل انرژی‌ای برابر با انرژی توپ بیس‌بالی بود که با سرعت 96 کیلومتر بر ساعت پرتاب شود.

هنرمندی، بارش پرتوهای کیهانی را به تصویر کشیده است. ذره یا هسته‌ای اتمی با سرعتی نزدیک به سرعت نور به لایه‌های بالایی جوّ زمین برخورد می‌کند و از هم می‌پاشد، اما انرژی جنبشی آن بارشی از ذرات ثانویه را بر سَر و روی زمین می‌ریزد. دانشمندان با استفاده از آشکارسازهای ذرات و سنجش بقایای این برخورد می‌توانند انرژی (و سرعت) ذره‌ی اولیه را بازسازی کنند. یکی از این پرتوهای کیهانی، که در ۱۵ اکتبر ۱۹۹۱ بر فراز ایالت یوتای آمریکا با جوّ زمین برخورد کرد، چنان سریع حرکت می‌کرد که حامل انرژی‌ای برابر با انرژی توپ بیس‌بالی بود که با سرعت ۹۶ کیلومتر بر ساعت پرتاب شود.

براین گنسلر

ترجمه: شادی حامدی آزاد

تریلیون‌ها پرتو کیهانی در هر ثانیه با زمین برخورد می‌کنند. پرتوهای کیهانی به‌خودی‌خود «پرتو» نیستند؛ آن‌ها ذرات زیراتمی و هسته‌های اتمی‌اند که عموماً با سرعت ۹۹ درصد سرعت نور حرکت می‌کنند. این سرعت سریع‌تر از تقریباً هر چیز دیگری در عالم است اما یادتان باشد که هنوز ۱۱ میلیون کیلومتر بر ساعت از خود نور کُندتر است. اما کسر کوچکی از پرتوهای کیهانی موجب می‌شوند که ۹۹ درصد سرعت نور هم آهسته به نظر بیاید. این جمعیت نادر از پرتوهای کیهانیِ فرا-‌پُرانرژی به سریع‌ترین سرعتی که بر اساس قوانین فیزیک ممکن است نزدیک می‌شوند.

رکورد قطعی برای سریع‌ترین سرعتی که تاکنون، به‌جز خود نور، در عالم ثبت شده در ساعت ۱:۳۴:۱۶ بامداد به وقت محلی در روز سه‌شنبه ۱۵ اکتبر ۱۹۹۱ (۲۳ مهر ۱۳۷۰) در آشکارساز پرتوهای کیهانی های‌رزلوشن فلای آی در نزدیکی داگ‌وِی در ایالت یوتای آمریکا بوده است. یک پرتو کیهانی با جوّ زمین برخورد کرد و به بارانی فوق‌العاده از ذرات ثانویه تجزیه شد. دانشمندان با استفاده از الگو و وسعت پراکنش این بقایا توانستند سرعت اولیه‌ی این پروتون یا هسته‌ی اتمی را هنگام برخورد با جوّ زمین به دست آورند و نتیجه خیره‌کننده بود: این پرتو با سرعت ۹۹/۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۹۶ درصد سرعت نور حرکت می‌کرده است! 

اگر این پرتو با یک پرتو نور در مسیری به درازای یک میلیون سال نوری مسابقه‌ی سرعت بدهند، پرتو نور بی‌شک این پرتو را شکست می‌دهد اما با اختلاف فقط ۴ سانتی‌متر!

قضیه را طور دیگری در نظر بگیرید؛ فرض کنید این پرتو ذرات با یک پرتو نور مسابقه‌ی سرعت در مسیری به درازای یک میلیون سال نوری بدهند. پرتو نور بی‌شک این پرتو را شکست می‌دهد اما با اختلاف فقط ۴ سانتی‌متر. یعنی شاید مثل برخی مسابقه‌های مهم جهانی مجبور باشیم برای تعیین برنده به عکس‌ها مراجعه کنیم!

پرتو کیهانی اکتبر ۱۹۹۱ با نام مستعار «ذره‌ی وای خدای من» مشهور شد. انرژی این ذره هم گیج‌کننده بود: بیش از ۱۲ کالری انرژی در زمان رسیدن به زمین. برای سنجیدن این مقدار با استانداردها برخورددهنده‌ی بزرگ هادرون (LHC) را – قوی‌ترین برخورددهنده‌ی ذرات که تا به حال ساخته شده است – در نظر بگیرید. (در چنین دستگاهی به ذرات زیراتمی انرژی داده می‌شود تا با هم برخورد کنند.) برخورددهنده‌ی LHC می‌تواند ذرات زیراتمی را حداکثر فقط تا مقدار حدود ۰/۰۰۰۰۰۰۲ (۷-^۱۰×۲) کالری انرژی بدهد. فرایندهای ناشناخته‌ی کیهانی می‌توانند ذره‌ای را تا ۵۰ میلیون بار بیشتر از توانایی ما انسان‌ها انرژی ببخشند. مقدار انرژی چنین ذره‌ای برابر است با انرژی توپ بِیس‌بالی که با سرعت ۹۶ کیلومتر بر ساعت پرتاب شود.

از همین مجموعه:

ترین‌های کیهانی

ترین‌های کیهانی: سریع‌ترین ستاره‌ی شناخته‌شده

 

درباره نویسنده

146مطلب نوشته است .

  • Masala

    توضیحات شما بسیار زیبا و کامل و رسا بود. امیدوارم باز همان مطالب دوست داشتنی مانند همین در سایتون قرار بدید. بر اساس نوشته هایش شما سرعت پرتوهای زیر اتمی برخورد کننده بسیار بسیار زیاد است ولی با این حال از سرعت نور فراتر نمی رود پس بر خلاف عنوانی که انتخاب کردید چیزی سریع تر از نور وجود ندارد یا اینکه هنوز شناخته نشده است.

  • farnoosh

    سلام
    ممنون ازاطلاعات خوبی که در سایتتون قرار میدین،موفق باشین.

تمام حقوق این سایت برای © 2017 كانوت. محفوظ است.
Powered by Persian Wordpress