Posted by კოსმოსური სხივები, დამუხტული ნაწილაკებია, ძირითადად, პროტონები და ჰელიუმის ბირთვები, იზოტროპული მახასიათებლებით, ანუ კოსმოსის ყველა მხირდან მოსულ ამ ნაწილაკებს (გალაქტიკური და არაგალაქტიკური) ერთნაირი თვისებები აქვს. კოსმოსური სხივები, რომლებიც დედამიწის ატმოსფეროს განუწყვეტლივ ბომბავენ, პირველად, ვიქტორ ჰესმა აღმოაჩინა, 1912 წელს. საჰაერო ბუშტის საშულებით, მან ატმოსფეროში რადიაციის სიჭარბე შეამჩნია და ამ სხივების კოსმოსური წარმოშობის პოსტულირებაც მოახდინა, რისთვისაც 1936 წელს, ნობელის პრემიაც დაიმსახურა.
ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკაში, ჩვეულებრივ, ელექტრონვოლტებში არა მარტო ენერგია, არამედ მასაც გამოისახება, გამომდინარე ენერგიისა და მასის ექვივალენტურობიდან E=mc2 (ან m=E/c2), სადაც c სინათლის სიჩქარეა. ამის გამო, უფრო კორექტული იქნება თუ ნაწილაკის მასას ასე გამოვსახავთ – eV/c2, თუმცა გამყოფი c2, იქ, სადაც ორაზროვნება არ შეიძლება იყოს (იგულისხმება), არ წერენ ხოლმე. მასის ერთეულებში 1 ევ = 1,782 661 845(39)·10−36კგ, და პირიქით, 1 კგ = 5,609 588 85(12)·1035ევ. 1 მაე (მასის ატომური ერთეული) = 931,494 061 (21) მევ (მეგაელექტრონვოლტი). ელექტრონვოლტებში ნაწილაკის ელემენტარული იმპულსიც შეიძლება გამოისახოს (ევ/c). ბირთვული პროცესებისთვის დამახასიათებელ ენერგიებთან შედარებით, ელექტრონვოლტი ძალიან პატარა სიდიდეა, ამიტომ ფიზიკოსები ჯერად ერთეულებს იყენებენ:
კილოელექტრონვოლტი (კევ) – 1000 ევ,
მეგაელქტრონვოლტი (მევ) – 1 მილიონი ელექტრონვოლტი,
გიგაელექტრონვოლტი (გევ) – 1 მილიარდი ელექტრონვოლტი.
გამოსხივების კოსმოსურ წყაროებს, რომლებიც ნაწილაკებს პეტაელექტრონვოლტამდე (1015 ევ. რა არის ელექტრონვოლტი?). აჩქარებენ, პევატრონებს უწოდებენ, ასტრონომები კი ამ ექსტრემალურ ბუნებრივ ამაჩქარებელებს მთელს გალაქტიკაში ეძებენ.
კოსმოსური სხივების პირდაპირი დამზერა მათი წარმოშობის დასადგენად, ურთულეს ამოცანას წარმოადგენს, ვარსკვლავების მაგნიტური ველების გამო, რომლებშიც ისინი დედამიწამდე მოსვლამდე გადაიხრება. კოსმოსური სხივებისა და სხვა ნაწილეკბის შეჯახებებით გაჩენილ უმუხტო, ნეიტრალურ ნაწილაკებს, რომლებზეც მაგნიტური ველი ვერ ზემოქმედებს, როგორებიც არის გამა-სხივები და ნეიტრინოები, ამ სხივების წარმოშობის დასადგენად იყენებენ.
ხსენებული გამა გამოსხივების ენერგია, საწყისი გამოსხივების ენერგიაზე დაახლოებით 10 ჯერ ნაკლებია. ანუ, პევატრონების კვლევა თუ გვინდა, 100 ტევ-ამდე ენერგიის გამა გამოსხივება უნა ვეძებოთ. ჩერენკოვის ეფექტზე (მატერიალურ გარემოში ნაწილაკის მოძრაობისას სიჩქარით, რომელიც ამავე გარემოში სინათლის გავრცელების სიჩქარეზე მეტია, ნათება წარმოიქმნება) მომუშავე ტელესკოპებს შეზღუდული მგრძნობელობა აქვს, რაც პევატრონებიდან გამოსხივებული ნაწილაკების შესწავლას ართულებს. პევატრონობის კანდიდატი ზეახლის SNR G106.3 + 2.7 გარდა, ობსერვატორია H.E.S.S.-მა, ჩვენს გალაქტიკაში მდებარე მხოლოდ ერთი პევატრონის აღმოჩენის შესახებ განაცხადა (ობსერვატორია H.E.S.S. ცას მაღალენერგიულ დიაპაზონში იკვლევს). გალაქტიკის ცენტრიდან მომავალი მაღალი ენერგიის მქონე ნაწილაკების გაჩენა კი ირმის ნახტომის ცენტრალური ზემასიური შავი ხვრელის (მშვილდოსანი A*) აქტიურობას შეიძლება უკავშირდებოდეს. ამავე დროს, ეს წყარო საკმარისი არ არის იმისათვის, რომ დედამიწაზე მოსული კოსმოსური სხივების საერთო რაოდენობა აიხსნას.
1991 წლის 15 ოქტომბერს, კოსმოსური სხივების დეტექტორზე სახელად – “ბუზის თვალი” (აშშ), ულტრამაღალი ენერგიის ნაწილაკისგან გაჩენილი მეორედი ნაწილაკების “წვიმა”იქნა აღმოჩენილი. ნაწილაკს, რომელსაც “ო ღმერთო ჩემო ნაწილაკი” უწოდეს, ლამის სინათლის სიჩქარით მოძრაობდა, აჩქრებული 3⋅108 ტევ. ენერგიამდე. მისი ენერგია 20 მილიონჯერ აჭარბებდა ენერგიას, რომელიც გალაქტიკის გარედან შემოსულ ნაწილაკებს აქვს ხოლმე. სხვანაირად რომ ვთქვათ, ამ ატომის ბირთვს ჰქონდა კინეტიკური ენერგია, რომელიც 94 კმ/სთ. სიჩქარით მოძრავ 142 გრამიან ბეისბოლის ბურთს აქვს (!!!). აღმოჩენის მომენტში მისი ენერგია 40 მილიონჯერ აჭარბებდა ენერგიას, რომლის მიღება დამუხტული ნაწილაკების მაშინდელ ამაჩქარებელში იყო შესაძლებელი.
ელემენტარული ნაწილაკების ამაჩქარებელთა ბოლო თაობა, რამდენიმე ტრილიონი ევ-ის მიღწევის საშუალებას იძლევა (ტერაელექტრონვოლტი, ტევ). ერთი ტერაელექტრონვოლტი, დაახლოებით, გაფრენილი კოღოს კინეტიკურ ენერგიას უტოლდება. ყველასთვის კარგად ცნობილი დიდი ადრონული კოლაიდერი 7 ტევ. ენერგიამდე აჩქარებს პროტონებს.
მომავლის გამა ობსერვატორია CTA (ჩერენკოვის ტელესკოპთა მასივი), 70 მცირე SST ტელსკოპებისგან იქნება შემდგარი CTA-სამხრეთის ჯგუფში, რომელიც უდაბნო ატაკამაში აშენდება (ჩილე). აქ, დაკვირვებები ზედა ზღვარზე მოხდება — 5-დან 300 ტევამდე. ენერგიებზე, რაც პევატრონების აღმოჩენის ალბათობას გაზრდის.
ბოლოს, ტიბეტის მთებში, ზღვის დონიდან 4200 მეტრზე მდებარე დეტექტორთა მასივი Tibet AS-gamma, ჩინელი და იაპონელი ასტოფიზიკოსების საერთო პროქტია. სწორედ აქ მოხდა პირველად 100 ტევ-დან 1 პევ-მდე ენერგიის მქონე გამა სხივების რეგისტრირება, მაქსიმალური იყო 957 ტევ. ასეთი ენერგიიული გამა ფოტონების გაჩენა შეეძლო ნაწილაკებს, რომლებსაც პევატრონებმა ათჯერ მეტი ენერგია მიანიჭა.
ცალკე იქნა განხილული 38 ყველაზე მძალვრი შემთხვევა, 400 ტევ-ზე მეტი ენერგიებით, რომელთა წყაროების მდებარეობის დადგენა ვერ მოხერხდა. გამოდის, რომ როგორც ნავარაუდევი იყო, ეს გამა სხივები ჩნდება შემთხვევითი შეჯახებებით მაღალენეგიულ პროტონებთან, რომლებიც პევატრონებმა ააჩქარა (კიდევ კოსმოსური ხივების შესახებ).