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月球变身粒子探测器探索超高能宇宙射线起源
2014-09-28 16:17:22 慕雪发布 来源:益择网
益择网讯（慕雪/编译）超高能量宇宙射线（UHE，宇宙中能量最高的粒子）的起源是天体物理学中的未解之谜。没有人知道这些极为罕见的宇宙射线来自哪里或如何拥有如此巨大的能量。物理学家发现它在地球上的存在率极低，每个世纪每平方土地上只有不到一个射线粒子。为此，科学家研究发现这些高能粒子在撞击地球大气层时会触发二次粒子级联，产生一个只有几纳秒长的简短、微弱、突发的无线电波信号。天文学家们正是想通过捕获这些电波信号来研究宇宙射线起源，但它们太过短暂和微弱以至于目前地球上没有射电望远镜能够捕获它们。正因如此，南安普敦大学贾斯汀•贝利研究组计划将月球变成一个巨大的粒子探测器来帮助人们理解UHE宇宙射线的起源。
贝利博士利用的是平方千米阵（SKA，迄今最大、最灵敏的射电望远镜），将月球作为巨大的宇宙射线探测器来检测更多超高能宇宙射线。目前地球上最大的探测器是阿根廷的彼埃尔奥格天文台，占地3000平方公里，约为一个卢森堡大小。而SKA的面积会是它的十倍（33万平方公里），研究人员希望从月球上检测一年能量级为165的宇宙射线，然后与目前观测到的一年15能量级的射线进行对比。贝利博士说：“165能量级的宇宙射线十分罕见，因此需要巨大的收集器来收集更多，但是与月球相比，目前所建立的所有探测器都显得微不足道了。如果我们能够建立月球探测器，将是找出射线来源的最好机会。”
SKA利用南半球的无线电天线网络进行数据收集，这将会增进人们对于宇宙演变过程的理解并且挑战爱因斯坦的相对论。澳大利亚和非洲的接收机将提供大量关于宇宙三维结构的详细信息。当SKA射电望远镜运行到2020年初的时候，其内部通讯系统所产生的数据将会是目前全球网络通讯数据的10倍。需要两百万年的时间才能用MP3重播完SKA一天所收集的有价值的数据。
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