Каждую секунду сквозь землю и наши тела пролетают мириады частиц из космоса — мы их не видим и никак не ощущаем. Многие рождаются, когда космические лучи от взрывающихся звезд сталкиваются с атомами в верхних слоях атмосферы. Среди вторичных частиц есть мюоны, способные проникать сквозь воздух, землю и стены.
Обычно приборы для их регистрации громоздки и дороги. Профессор физики из Делавэрского университета Спенсер Аксани предложил компактную альтернативу — детектор CosmicWatch, который обходится примерно в сто долларов и помещается в коробку размером с пачку крекеров. Прибор мигает и считает мюоны, а данные сохраняются для последующего анализа.
Изначально устройство задумывалось как недорогой способ познакомить школьников с физикой элементарных частиц, но со временем нашло применение и в серьезных исследованиях.
Детекторы CosmicWatch позволяют проводить гораздо больше физических экспериментов с гораздо меньшими затратами, в компактном и портативном корпусе, что открывает двери для множества новых видов экспериментов и просветительских возможностей
Мюоны несут информацию о мощнейших космических явлениях — сверхновых, гамма-всплесках и блазарах. В 2016 году именно мюонная технология помогла обнаружить неизвестный коридор в Великой пирамиде Гизы.
Аксани создал первую версию детектора в 2017 году, будучи аспирантом Массачусетского технологического института. Целью был компактный прибор для обсерватории IceCube в Антарктиде, где он помогал отличать мюоны от нейтрино. Позже Аксани понял, что технологию можно сделать доступной для образования. Недавно он выпустил третью версию, описанную в Journal of Instrumentation: она выдерживает высокий уровень радиации и быстрее собирает данные.
Сегодня CosmicWatch применяется для калибровки крупных детекторов — в эксперименте NuDot и в детекторе темной материи Coherent CAPTAIN-Mills в Лос-Аламосе. Еще одна версия разрабатывается для космических аппаратов.
Аспирант Мусарат Шамс доработал прибор, добавив датчики температуры и давления, и поднял его на аэростате к границе космоса. Доцент Корнеллского университета Наташа Холмс предлагает студентам собирать детекторы и проводить собственные эксперименты — это ближе к настоящей физике, чем обычная лабораторная работа.
За восемь лет созданы тысячи детекторов. Аксани надеется, что люди по всему миру будут измерять мюоны и отправлять данные в общий ресурс, создав глобальную сеть наблюдателей.
Ранее Наука Mail рассказывала, что физики воссоздали частицы из космоса, чтобы раскрыть тайны Вселенной.