画像クレジット：Fermilab
ピエールオージェ天文台の100番目の検出器が最近完成し、アレイは世界最大の宇宙線検出器になりました。動作すると、検出器は最もエネルギーの高い宇宙線粒子の一部を捕捉できるはずです。それらは、年に1回、2.5平方キロメートルの領域のみを攻撃します。これらの高エネルギー粒子の謎は、天文学者が宇宙で何がそれらを作り出すことができるのか見当がつかないことです。展望台の長期計画では、2005年までに最終的に1,600台の検出器を設置する予定です。
アルゼンチンで建設中の100番目の表面検出器であるピエールオージェ天文台が完成した今週は、世界最大の宇宙線エアシャワーアレイとなりました。エネルギー省のフェルミ国立加速器研究所の科学者によって管理されているピエールオージェプロジェクトは、これまでのところ、宇宙全体で最も暴力的な、そしておそらく最も不可解なプロセスを追跡している70平方マイルの検出器アレイを網羅しています。
宇宙線は地球外の粒子であり、通常は陽子またはより重いイオンであり、地球の大気に当たり、二次粒子のカスケードを作成します。宇宙線はさまざまなエネルギーで地球に近づきますが、科学者たちはそのエネルギーは1020電子ボルトを超えることはできないと長い間信じていました。しかし、日本とユタ州での最近の実験では、そのような超高エネルギー宇宙線がいくつか検出され、宇宙の異常な事象がそれらを生成した可能性があることについて疑問が投げかけられています。
「自然はどのようにして、小さな粒子をそのようなエネルギーに加速する条件を作り出しますか？」イギリスのリーズ大学の物理学教授であり、スポークスパーソンであるアラン・ワトソン氏に、14か国の250人の科学者によるピエールオージェ共同研究について尋ねた。 「これらの超高エネルギー粒子をその発生源まで追跡することで、その疑問に答えることができます。」
科学理論は低エネルギーおよび中エネルギーの宇宙線の原因を説明することができますが、これらのまれな高エネルギー宇宙線の起源は謎のままです。巨視的なエネルギーで微視的な粒子を生成する宇宙機構を特定するために、ピエールオージェ共同研究は、マラーグの町の近くのロードアイランドのサイズのアルゼンチンパンパアマリラのエリアに、最終的に1,600の表面検出器で構成されるアレイを設置しています。ブエノスアイレスの西約600マイル。最初の100個の検出器はすでに南の空を調査しています。
「これらの最もエネルギーの高い宇宙線は、極限宇宙からのメッセンジャーです」とワトソンと一緒にオージェ実験を考案したシカゴ大学のノーベル賞受賞者ジム・クローニンは言った。 「それらは発見の絶好の機会です。」
最高エネルギーの宇宙線は非常にまれで、1平方マイルあたり1年に1回地球の大気に当たります。 2005年に完成すると、ピエールオージェ天文台は約1,200平方マイル（3,000平方キロメートル）をカバーし、科学者がこれらのイベントの多くをキャッチできるようになります。
「私たちの実験は、AGASA実験が中断したところから再開されます」と、フェルミラボのプロジェクトマネージャー、ポールマンシュは言った。 「最高のエネルギーで、2つの最大の宇宙線実験からの驚くべき結果は矛盾しているように見えます。アガサはユタ州のHiRes実験よりも多くのイベントを確認していますが、両方の実験の統計は限られています。」
ピエールオージェプロジェクトは、1938年に初めて拡張エアシャワーを観測した先駆的なフランスの物理学者にちなんで名付けられ、日本とユタの実験で使用された検出方法を組み合わせています。表面検出器は1マイル間隔で配置されます。各水上装置は、3,000ガロンの純水で満たされた高さ4フィートの円筒形タンク、ソーラーパネル、およびデータのワイヤレス伝送用アンテナで構成されています。センサーは目に見えない粒子なだれを記録し、地面に到達すると、マイクロ秒前に高度6〜12マイルでトリガーされます。粒子シャワーは複数のタンクをほぼ同時に攻撃します。
タンクに加えて、新しい天文台には、空中のエアシャワーによって放出されるかすかな紫外線グローを取得できる24台のHiResタイプの蛍光望遠鏡が搭載されます。暗い月のない夜にしか操作できない蛍光望遠鏡は、ほぼ光速で6マイル離れた場所にある4ワットのランプが発する光を拾うのに十分な感度があります。
「私たちがハイブリッドシステムを持っていることは本当に美しいことです」とワトソンは言いました。 「2つのモードでエアシャワーを見ることができます。 2つの独立した方法でエネルギーを測定できます。」
Pierre Augerのコラボレーションは、展望台の2番目のサイトを米国に配置するための提案を準備中です。アルゼンチンのサイトと同じデザインを備えた2番目の検出器アレイは、北の空をスキャンして、最も強力な宇宙線の源を探します。
アルゼンチンの5,500万ドルのピエールオージェ天文台への資金提供は、14の加盟国から行われました。米国は総経費の20％を拠出し、エネルギー省科学局および全米科学財団からの支援を受けています。参加しているすべての教育機関のリストは、http：//auger.cnrs.fr/collaboration.htmlにあります。
Fermilabは、米国エネルギー省科学局が資金を提供する国立研究所で、Universities Research Association、Inc.が運営しています。
元のソース：Fermilabニュースリリース
