Космічні промені: відмінності між версіями

'''Космічні промені''' - — [[електричний заряд|заряджені]] [[частинка|частинки]] високих [[енергія|енергій]] з [[космос|космічного простору]]. Майже 90 % від загальної кількості частинок складають [[протон]]и, 9 % - — [[ядро (атом)|ядра]] [[гелій|гелію]] ([[альфа-частинки]]) та близько 1 % - — [[електрон]]и ([[бета-промені|бета-мінус частинки]]). Слово "«промені"» в назві явища не слід сприймати буквально, оскільки частинки потрапляють в [[Атмосфера Землі|атмосферу Землі]] окремо, а не у вигляді напрямленого [[пучок|пучка]] частинок чи [[промінь (геометрія)|променя]]. Назва походить з часів відкриття явища і є більше даниною історії, а ніж описом суті явища.

Наявність частинок з різними енергіями відображає розмаїття джерел цих частинок. Походження частинок варіюється від енергетичних процесів в надрах [[Сонце|Сонця]] до ще достатньо не з'ясованих механізмів у найвіддаленіших куточках видимого [[Всесвіт]]у. Космічні промені можуть сягати енергій вище 10²⁰ [[еВ]], що значно перевищує можливості теперішніх земних [[прискорювач|прискорювачів частинок]], в яких можна надати частинці [[кінетична енергія|кінетичну енергію]] лише порядку 10¹²-10−10¹³ еВ (дивіться [[Космічні промені надвисоких енергій]] для опису реєстрації частинки з енергією близько 50 Дж, що еквівалентно тенісному м'ячу розігнаному до швидкості 42 м/с). Планується досліджувати частинки навіть з більшими енергіями.

Можна виділити дві великі категорії космічних променів: первинні та вторинні. Космічні промені від позасонячних астрофізичних джерел є первинними космічними променями; вони можуть взаємодіяти з матерією [[Міжзоряне середовище|міжзоряного середовища]] і утворювати вторинні космічні промені. [[Сонце]] також продукує космічні промені невисоких енергій переважно під час [[сонячний спалах|сонячних спалахів]]. Точний склад первинних космічних променів, поза атмосферою Землі, залежить від діапазону спостережуваного енергетичного [[спектр]]у. Загалом, майже 90 % всіх космічнимх променів, що надходять складають протони, близько 9 % ядра гелію (альфа-частинки) та майже 1 % - — електрони. Залишок складають інші важчі ядра, які є продуктами зоряних реакцій ядерного синтезу. Вторинні космічні промені складаються з легких ядер, які не є продуктами життєдіяльності [[зоря|зір]], але є результатом [[Великий Вибух|Великого Вибуху]], це переважно [[літій]], [[берилій]] та [[бор]]. Цих легких ядер значно більший вміст в космічних променях (співвідношення приблизно 1:100 частинок), а ніж в сонячній атмосфері, де їхній вміст становить близько 10^-7−7 вмісту ядер гелію.

Ці відмінності у вмісті є наслідком процесів формування вторинних космічних променів. При взаємодії важких ядер первинних космічних променів, наприклад, ядер [[Вуглець|карбонкарбону]]у та [[оксиген]]у, з матерією міжзоряного середовища, вони розпадаються на легші ядра (в так званому процесі розпаду космічних променів), літій, берилій та бор. Спостереження вказують на те, що енергетичні спектри літію, берилію та бору спадають дещо крутіше, а ніж спектри карбону та оксигену, що вказує на те, що розпад ядер з більшою енергією трапляється рідше, імовірно внаслідок їхнього виходу з-під дії [[галактичне магнітне поле|галактичного магнітного поля]]. Розпад впливає також і на вміст [[Sc]], [[Ti]], [[Ванадій|V]] та [[Mn]] в космічних променях, які продукуються зіткненнями ядер [[ферум]]у та [[нікель|нікелю]] з матерією міжзоряного середовища.

Космічні промені відхиляються в [[магнітне поле Землі|магнітному полі Землі]]. Їхня інтенсивність залежить від [[широта|широти]]. Особливо цей ефект проявляється в [[екватор]]іальних областях, де магнітне поле перешкоджає проникненню космічних променів набагато більше, ніж біля [[полюси|полюсів]]. Крім того, позитивно заряджені частинки відхиляються на схід, а негативно заряджені частинки відхиляються на захід.

Інтенсивність космічних променів зростає із збільшенням висоти, досягаючи максимуму приблизно на висоті 20-25  км. За межами земної атмосфери існують області із підвищеною інтенсивністю космічних променів, що називаються [[радіаційні пояси Ван Аллена|радіаційними поясами Ван Аллена]].

Існування космічних променів довів у [[1912]] [[Віктор Франц Гесс]], піднявши три [[електрометр]]и на [[повітряна куля|повітряній кулі]] на висоту 5300  м. Чотириразове збільшення швидкості розрядки електрометрів засвідчило джерело випромінювання. Оскільки дослід проводився під час [[затемнення Сонця]], воно не могло бути джерелом випромінювання, а, отже, Гесс зробив висновок про існування в космосі променів, що мають велику іонізаційну здатність. За ці дослідження Віктор Гесс отримав у [[1936]] [[Нобелівська премія з фізики|Нобелівську премію з фізики]].