एक दशक पहले शुरू हुए ब्रह्मांडीय कणों पर आधारित बैलून-आधारित अनुसंधान को अगले साल एक बड़ा बढ़ावा मिलेगा - सभी तरह से कम-पृथ्वी की कक्षा तक, जब नासा के कॉस्मिक रे एनर्जेटिक्स और मास (क्रीम) को अंतरिक्ष स्टेशन पर भेजा जाएगा। (क्या आप इसके लिए तैयार हैं?) आईएसएस क्रीम, विशेष रूप से सुपर-उच्च-ऊर्जा ब्रह्मांडीय किरणों का पता लगाने और वैज्ञानिकों को यह निर्धारित करने में मदद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है कि उनका रहस्यमय स्रोत क्या हो सकता है।
कार्यक्रम के वैज्ञानिक वर्नोन जोन्स ने कहा, "इसका जवाब यह है कि दुनिया 100 वर्षों से इंतजार कर रही है।"
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कॉस्मिक रे एनर्जेटिक्स और मास (CREAM) पहला कॉस्मिक किरण यंत्र होगा जिसे इस तरह की उच्च ऊर्जा सीमाओं पर और इस तरह की विस्तारित अवधि में अंतरिक्ष में पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। वैज्ञानिकों ने यह पता लगाने की आशा की है कि क्या ब्रह्मांडीय किरणों को एक ही कारण से त्वरित किया जाता है, जिसे सुपरनोवा माना जाता है। नए शोध यह भी निर्धारित कर सकते हैं कि मौजूद रहने के लिए बहुत उच्च ऊर्जाओं पर कम ब्रह्मांडीय किरणों का पता क्यों लगाया जाता है।
"कॉस्मिक किरणें बाहरी अंतरिक्ष से ऊर्जावान कण हैं," क्रोन अध्ययन के लिए प्रमुख अन्वेषक यून-सू सेओ ने कहा। “वे सौर मंडल के बाहर से पदार्थ का प्रत्यक्ष नमूना प्रदान करते हैं। मापनों से पता चला है कि इन कणों में 1,00,000 ट्रिलियन इलेक्ट्रॉन वोल्ट की तरह ऊर्जा हो सकती है। यह एक विशाल ऊर्जा है, जो किसी भी ऊर्जा से परे और उससे अधिक है जो मानव निर्मित त्वरक के साथ उत्पन्न हो सकती है, यहां तक कि सर्न में लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर भी। ”
शोधकर्ताओं ने लौकिक किरण पहचान में गिरावट का अध्ययन करने की योजना बनाई है, जिसे वर्णक्रमीय "घुटने" कहा जाता है जो लगभग एक हजार ट्रिलियन इलेक्ट्रॉन-वोल्ट (ईवी) पर होता है, जो मेडिकल परमाणु इमेजिंग स्कैन में उत्सर्जन से लगभग 2 बिलियन गुना अधिक शक्तिशाली है। जो कुछ भी ब्रह्मांडीय किरणों का कारण बनता है, या उन्हें फ़िल्टर करता है क्योंकि वे आकाशगंगा के माध्यम से आगे बढ़ते हैं, 1,000 ट्रिलियन इलेक्ट्रॉन-वोल्ट से ऊपर की ओर आबादी से काट लेते हैं। इसके अलावा, ब्रह्मांडीय किरणों के लिए स्पेक्ट्रम सुपरनोवा का उत्पादन करने में सक्षम होने से परे बहुत आगे तक फैली हुई है।
इन सवालों से निपटने के लिए, NASA ने ISS-CREAM बनकर, अंतरिक्ष स्टेशन पर क्रीम को रखने की योजना बनाई है। यह उपकरण दक्षिणी ध्रुव पर चक्कर लगाने वाले लंबी अवधि के गुब्बारों पर कुल 161 दिनों के लिए छह बार उड़ाया गया, जहां पृथ्वी की चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं अनिवार्य रूप से लंबवत हैं।
अंतरिक्ष से आने वाले ऊर्जावान कणों का विचार 1911 में अज्ञात था जब विक्टर हेस, 1936 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार विजेता को ब्रह्मांडीय किरणों की खोज का श्रेय दिया गया था, इस रहस्य से निपटने के लिए हवा में ले गए कि क्यों सामग्रियों को ऊंचाई के साथ अधिक विद्युतीकृत नहीं किया जाता है, एक प्रभाव आयनीकरण। उम्मीद यह थी कि पृथ्वी से दूर होते ही आयनीकरण कमजोर हो जाएगा। हेस ने संवेदनशील उपकरणों का विकास किया और उन्हें 3.3 मील (5.3 किलोमीटर) तक ऊंचा ले गए और उन्होंने स्थापित किया कि आयनीकरण दिन या रात के साथ चार गुना तक बढ़ गया।
ब्रह्मांडीय किरणों की एक बेहतर समझ वैज्ञानिकों को काम शुरू करने में मदद करेगी जब हेस अप्रत्याशित रूप से एक सांसारिक प्रश्न को एक तारकीय पहेली में बदल गया। उस पहेली का जवाब देने से हमें यह पता चलता है कि हमारी आकाशगंगा, और शायद ब्रह्मांड, कैसे काम करता है, के एक छिपे हुए, मूलभूत पहलू को समझने में मदद करता है।
घटना ने जल्द ही एक गलत लेकिन भ्रमित करने वाले नाम, कॉस्मिक किरणों को एक गलत सिद्धांत से प्राप्त कर लिया कि वे एक्स-रे या गामा किरणें थीं, जो प्रकाश की तरह विद्युत चुम्बकीय विकिरण हैं। इसके बजाय, कॉस्मिक किरणें उच्च गति, पदार्थ के उच्च-ऊर्जा कण हैं।
कणों के रूप में, ब्रह्मांडीय किरणों को दूरबीन में प्रकाश की तरह केंद्रित नहीं किया जा सकता है। इसके बजाय, शोधकर्ता प्रकाश और विद्युत आवेशों द्वारा लौकिक किरणों का पता लगाते हैं जब कण पदार्थ में घुल जाते हैं। वैज्ञानिक तब अपने विद्युत आवेश के प्रत्यक्ष माप द्वारा मूल कण की पहचान करने के लिए जासूसी कार्य का उपयोग करते हैं और मलबे के कणों के हिमस्खलन से ऊर्जा का निर्धारण करते हैं जो उनके स्वयं के अतिव्यापी ट्रेल्स बनाते हैं।
CREAM इस ट्रेस को काम करता है जो एक आयनियोजन कैलीमीटर का उपयोग करता है जो ब्रह्मांडीय किरणों को उनकी ऊर्जा को बहाने के लिए बनाया गया है। स्टैक के भीतर कार्बन, टंगस्टन और अन्य सामग्री के परत प्रसिद्ध परमाणु "क्रॉस सेक्शन" प्रस्तुत करते हैं। इलेक्ट्रिकल और ऑप्टिकल डिटेक्टर, हाइड्रोजन से लोहे तक, साधन के माध्यम से दुर्घटनाग्रस्त होकर, कॉस्मिक कणों के रूप में घटनाओं की तीव्रता को मापते हैं।
हालांकि, क्रैम गुब्बारे की उड़ानें उच्च ऊंचाई पर पहुंच गईं, माप के साथ हस्तक्षेप करने के लिए पर्याप्त वातावरण ऊपर बना रहा। अंतरिक्ष स्टेशन के बाहरी हिस्से में उपकरण को माउंट करने की योजना इसे 250 मील (400 किलोमीटर) की ऊंचाई पर वायुमंडल के अस्पष्ट प्रभावों के ऊपर रखेगी।
"हम अब उन कई पहेलियों को हल करने की अपनी आशाओं पर क्या रख सकते हैं जो अभी भी ब्रह्मांडीय किरणों की उत्पत्ति और संरचना के रूप में मौजूद हैं?"
- विक्टर एफ हेस, नोबेल व्याख्यान, 1936 दिसंबर
स्रोत: नासा
