پرتوهای کیهانی که به طور پیوسته زمین را بمباران می‌کنند عمدتاً از پروتون و هسته‌های هلیم تشکیل می‌شوند، اما یون‌های عناصر سنگین‌تر را نیز دارند. محققان امیدوارند که با مقایسه‌ی طیف انرژی ذرات پرتوهای کیهانی مختلف بتوانند دربار‌ه‌ی فرایندهایی که این ذرات را - در ابرنواخترها و در محیط میان‌ستاره‌ای که ذرات از طریق آن پراکنده می‌شوند - می‌سازند و شتاب می‌دهند جمع‌آوری کنند. اکنون گروه همکاری طیف‌سنجی مغناطیسی آلفا (AMS) با دقتی در سطح درصد، طیف آهن، سنگین‌ترین عنصری که هنوز به‌طور دقیق شناخته نشده است،‌ بررسی می‌کنند^۱.

اندازه‌گیری آهن سرانجامِ مجموعه آزمایش‌هایی است که هدف آنها مسخص کردن «سمت سنگین» پرتوهای کیهانی است. به‌دست‌ آوردن طیف دقیق با افزایش عدد اتمی به مهارت بیشتر نیاز دارد، زیرا عناصر سنگین در کیهان و درنتیجه در پرتوهای کیهانی کمیاب‌ترند. گروه همکاری AMS در سال ۲۰۲۰ طیف عناصرِ تا سیلیکون، که عدد اتمی آن ۱۴ است، را بررسی کرد (ببینید: New Data Reveal the Heavy Side of Cosmic Rays). این طیف‌ها تفاوت‌های ظریف و در عین حال قابلِ‌توجیهی با عناصر سبک اندازه‌گیری‌شده همچون هلیم، کربن و اکسیژن، داشتند.

ساموئل تینگ، فیزیک‌دان مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست و سرپرست دانشمندان گروه همکاری AMS، می‌گوید: با اندازه‌گیری آهن (با عدد اتمی ۲۶)، فراوان‌ترین ذره‌ی کیهانی پس از سیلیکون، گروه به حدی از عدد اتمی می‌رسد که تا سال‌ها از آن عبور نخواهد کرد. طیف‌های به‌دست‌آمده معمای دیگری ارائه می‌کنند، ‌زیرا بیشتر شبیه گونه‌های سبک‌ترند تا گونه‌های سنگین‌تر. تینگ می‌گوید که اکنون برای درک کل مجموعه با دقتِ بالا، طیف عناصر جمع‌آوری‌شده از سوی AMS، به جهش‌های بزرگ در مدل‌سازی پرتوهای کیهانی نیاز داریم.

نویسنده:

Matteo Rini، ویراستار نشریه Physics.

منبع:

https://physics.aps.org/articles/v14/s9

مراجع: