კოსმოსური სხივები

 პირველადი კოსმოსური სხივები: პირველადი კოსმოსური სხივების წყაროდ შეგვიძლია მივიჩნიოთ ნებისმიერი ობიექტი, რომელსაც აქვს უნარი გამოსტყორცნოს დამუხტული ალფა ნაწილაკი, პროტონი, ელექტრონი, ატომი… ასეთი წყარო შეიძლება იყოს მზე, უახლოვესი ან შორეული ვარსკვლავები, ზეახალი, ნეიტრონული ვარსკვლავი ან  შავი ხვრელი.

 მეორადი კოსმოსური სხივები: მეორადი კოსმოსური სხივი წარმოიშობა პირველადი კოსმოსური სხივის ზემოქმედების შედეგად დედამიწის ატმოსფეროზე. როდესაც დამუხტული ნაწილაკი ეჯახება დედამიწის ატმოსფეროში არსებულ ატომებს წარმოიქმნება ნაწილაკთა კასკადური ნაკადი, ე.წ შხაპი.

 პირველადი დაბალენერგეტიკული კოსმოსური სხივები (მზე): 

•  კოსმოსური სხივების 90% წარმოადგენს პროტონები, 9% ალფა ნაწილაკები, 1% ელექტრონები.
•  დაბალ ენერგეტიკული (10^15 ელექტრო ვოლტამდე) კოსმოსური სხივების მნიშვნელოვან წყაროს წარმოადგენ ჩვენი უახლოვესი ვარსკვლავი, მზე (საშუალოდ 1 მევ). მზის აქტივობის პერიოდში (11 წლიანი ციკლი) ხშირია მზის ქარები. მზის  ქარი (კორონალური მასის ამოფრქვევა)არის დამუხტული ნაწილაკების (მატერის) ნაკადი ანუ პროტონების, ელექტრონების ღრუბელია, რომელიც მაღალი სიჩქარით (მზის ქარის აქამდე დაფიქსირებული ყველაზე მაღალი სიჩქარეა 3.3 მილიონი კმ/სთ 08/20/2013 ) მიემართება მზის სისტრმის მიმართულებით.
•  მზიდან წამოსული დაბალენერგეტიკული კოსმოსური სხივების პირველი მახე და დამცავი გარსი დედამიწის მაგნიტური ველია. მაგნიტური ველის ზემოქმედების შედეგად ის დამუხტული ნაწილაკები რომლების გირაციის რადიუსი ვერ აღწევს (ერევა,აჭარბებს) დედამიწის მაგნიტურ ველს, ჩაიჭირებიან და ვან ალენის რადიაციულ სარტყელში ხვდებიან ან ატმოსფეროს მიერ შთაინთქმებიან. ვან ალენის რადიაციული სარტყელი ორ შრედაა განაწილებული ატმოსფეროს თავზე. შედარებით მაღალ და შედარებით დაბალ დამუხტული ნაწილაკების შრეებად (მაღალი ზედაშრე, დაბალი ქვედა). ამ ნაწილაკების ძირითადი ნაწილი პროტონები არიან, ასევე გვხვდება ალფა ნაწილაკები რომლებიც საფრთხეს უქნიან ხელოვნურ თანამგზავრებს.

 პირველადი დაბალენერგეტიკული კოსმოსური სხივები (კოსმოსი): 

•  პირველადი დაბალენერგეტიკული სხივების (10^15 ევ ზე ნაკლები) განაწილება სამყაროში იზოტროპულია (გაფანტული).
•  uიმის გამო რომ მათი ენერგია მცირეა მაღალ ენერგეტიკულ დამუხტულ ნაწილაკებთან შედარებით გირაციის რადიუსი შედარებით მცირე აქვთ, ამიტომაც მარტივად ექცევიან სხვადასხვა ელ-მაგნიტურ ძალწირების გავლენის ქვეშ. მათ შორის თვითონ გალაქტიკის მაგნიტური ველის გავლენის ქვეშაც, რის გამოც დაბალენერგეტიკული დამუხტული ნაწილაკები ვერ ახერხებემ გალაკტიკის ჰალოს  დატოვებას. ასევე, ჰალოს ვერ დატოვების ერთ ერთი მიზეზი შესაძლოა იყოს ჰალოს იონიზაცია და მაღალი ტემპერატრურა 1.2 მლნ კელვინი, რაც იწვევს დამუხტული ნაწილაკების სიჩქარის ვარდნას ალფვენის სიჩქარემდე.
•  იმის მიუხედავად, რომ დაბალ ენერგეტიკული ნაწილაკები ვერ ახერხებენ გალაქტიკის ჰალოს დატოვებას ისინი მაინც აგრძელებენ მოძრაობას და კოსმოსური სხივების დაქუცმაცების მექანიზმის საშუალებით მრავალჯერ „აირეკლებიან“. შესაბამისად თითქმის ყველა მიმართულებით მოემართებიან დედამიწისკენ.
•  მათი თავდაპირველი წყაროს დადგენას შეუძლებელს ხდის კოსმოსური სხივების დაქუცმაცების მექანიზმი. როდესაც დამუხტული პროტონი (ან ნაწილაკი) ეჯახება ვარსკვლავთშორისეთში არსებულ იონიზირებულ ატომებს და დარტყმისას ნაწილაკებად შლის მათ. დაშლილ ნაწილაკებს შედარებით უფრო ნაკლები  ენრეგია აქვთ. ამ გვარი პროცესი დაწყებული ერთი დამუხტული ნაწილაკიდან შეიძლება კასკადურად მრავალჯერ განმეორდეს, ამიტომაც ხდება შეუძლებელი მათი თავდაპირველი წყაროს დადგენა.
•  პირველადი დამუხტული ნაწილაკებისთვის პირველ წინაღობვას წარმოადგენს მზის მაგნიტური ველი, რომელიც ახდენს მათ არეკვლას ან  ტრაეტორიის და ენერგიის  შეცვლას.
•  ხოლო შემდგომ მათ დედამიწის ელ.მაგ ველი ხვდებათ და ბოლოს ატმოსფეროში შთაინთქმება.

 კოსმოსური სხივების ქიმიური შემადგენლობის ტენდენციები: 

•  წყალბადის და ჰელიუმის ფარდობითი შემადგენლობა კოსმოსურ სხივებსა და მზეში ერთნაირია.
•  მზგავსია ნახშირბადის, აზოტის, ჟანგბადის და რკინის ფარდობითი შემადგენლობა
•  ლითიუმის, ბერილიუმის და ბორის ფარდობითი შემადგენლობა კოსმოსურ სხივებში ბევრად აღემატება მზისას.
•  კოსმოსურ სხივებში მეტია მძიმე ელემენტების ფარდობითი შემადგენლობა
  წყალბადისა და ჰელიუმის მიმართ მზესთან შედარებით.

 პირველადი მაღალენერგეტიკული კოსმოსური სხივები :

•  პირველადი მაღალენერგეტიკული კოსმოსური სხივების (10^15 ევ ზე მეტი) განაწილება სამყაროში ანიზოტროპულია.
•  იმის გამო, რომ ისინი ხასიათდებიან მაღალი ენერგიებით  აქვთ  გირაციის  დიდი რადიუსი, მათზე კოსმოსში არსებული ელექტრომაგნიტური ძალწირები პრაქტიკულად ვერ ზემოქმედებენ. ამის გამო მათი გამოტყორცნის მიმართულების დადგენა შესაძლებელი ხდება.
•  მაღალენერგეტიკული კოსმოსური სხივების ძირითად წყაროს გარეგალაქტიკური ობიექტები წარმოადგენენ (სხვა გალაქტიკები). ეს იმით არის გამოწვეული, რომ ჩვენი გალაქტიკის სიბრტყის გასწვრივ მატერიის მაღალი კონცენტრაციის გამო დამუხტული ნაწილაკები ვერ ახერხებენ ენერგიის შენარჩუნებას (სპალაცია). ხოლო დაბალენერგეტიკული სხივებისგან განსხვავებით რომლებიც გალაქტიკის ჰალოს ვერ აღწევენ თავს, მაღალენერგეტიკულებს გააჩნიათ საკმარისი ენერგია რომ გააღწიონ ამ ჰალოდან შესაბამისად თუ ისინი არ მოყვნენ სპალაციის მექანიზმში თავისუფლად განიბნევიან გალაქტიკათშორის სივრცეში. სწორედ ამიტომ ჩვენი გალაქტიკა ძირითადად არ არის მაღალენერგეტიკული კოსმოსური სხივების წყარო.
•  ამჟამად ველაზე მაღალენერგეტიკული კოსმოსური სხივი რომლის დაფიქსირებაც მოხერხდა 10^20 რიგისაა. O.M.G სახელითაა ცნობილი. აღმოჩენილია 09/15/1991  კოსმოსური სხივების დეტექტორ Fly Eyes II მიერ.

 მეორადი კოსმოსური სხივები:

•  მეორადი კოსმოსური სხივები წარმოიშობიან მაშინ როდესაც შედარებით მაღალენერგეტიკული კოსმოსური სხივი ახერხებს დედამიწის ატმოსფეროში შემოჭრას და ატმოსფეროში არსებულ ატომებთან შეჯახების შედეგად წარმოქმნის ადრონულ შხაპს. სწორედ ამ შხაპს უწოდებენ მეორად კოსმოსურ სხივს.
•  კოსმოსური სხივის ატმოსფეროში დახრილი კუთხით შემოსვლის შემთხვევაში ატმოსფეროს სიმკვრივე იზრდება / კანონით, სადაც წარმოადგენს ზენიტურ კუთხეს.

 ადრონული კასკადი :

•  წითლად აღნიშნულია მუონური კასკადი: ადრონები და ნეიტრინოები.
•  მწვანედ აღნიშნულია ადრონების კასკადი: ადრონული კომპონენტები.
•  ლურჯად აღნიშნულია ელ.მაგნიტური კასკადი.
• N – მძიმე ნაწილაკები
  K – კაონი
  PI – პიონი
  V- ნეიტრონი
  n –  ნეიტრონი
  P – პროტონი
  e- – ელექტრონი
  e+ – პოზიტრონი
  y – გამა გამოსხივება
  u – მუონი
• 50 კმ-დან ზღვის დონემდე

 მეორადი კოსმოსური სხივების ატმოსფეროში შემოსვლისას შესაძლო რეაქციები:

•  p+p –> p+p+ (pi0)
  მეზონი, უძრაობის მასა 134.9766(6) MeV/c^2, სიცოცხლის ხანგრძლივობა – 8.4 ± 0.6 × 10−17 წმ, ფარდობითი ატომური მასა 1 MeV/c^2 = 1.074
•  p+p –> p+n+ (pi+)
  p+n –> p+p+ (pi-)
  ± მეზონი, უძრაობის მასა 139.57 MeV/c^2, სიცოცხლის ხანგრძლივობა 2.6033 ± 0.0005 × 10−8 წმ.

 მიუონის წარმოქმნის მექანიზმები მეორად კოსმოსურ სხივებში:

•  (pi+) –> (u+) +Vu
  (pi-) –> (u-) +Vu
  + და − მეზონი, ანუ მიუონი, უძრაობის მასა 105.658  MeV/c^2, სიცოცხლის ხანგრძლივობა 2.197 × 10−6 წმ.
•  (D0) –> (K-)(u+)Vu
  (D+) –> (K0)(u+)Vu
  (D-) –> (K0)(u-)Vu
  ± მეზონი, უძრაობის მასა 1869.62 ± 0.20 /, მეზონი უძრაობის მასა 1864.84 ± 0.17 /
• (u+) –> (e+) + Ve + Vu
  (u-) –> (e-) + Ve + Vu
  ბოლოს, მიუონებიც იშლება: პოზიტრონად, პოზიტრონულ ნეიტრინოდ და მუონურ ანტინეიტრინოდ. ელექტრონად, ელექტრონულ ანტინეიტრიოდ და მიუონურ ნეიტრინოდ.
•  ზღვის დონეზე ნაწილაკების ნაკადების უმრავლესობას სწორედ მიუონები წარმოადგენენ. მათი ინტენსივობა ზღვის დონეზე შეადგენს ერთ ნაწილაკს 1 სმ^2  წამში.

 რომ შევაჯამოთ, ჩვენს თავზე, სახურავზე, რომელსაც ცას ვეძახით, დამოუკიდებლად უზომოდ ბევრი მოვლენა მიმდინარეობს. ჩვენდა საბედნიეროდ, დედამიწის მაგნიტური ველი და ატმოსფერო საკმარისად გვიცავს ნაწილაკებისგან, რომელთაც გრძელვადიანი ზემოქმედებისას თავისუფლად შეუძლია ადამინის გენომზე ზემოქმედება. რომ არა ჩვენი პლანეტის აღნაგობა, ძნელი წარმოსადგენია მიგვეღო ცოცხალ არსებათა ის მრავალფეროვნება, რომელსაც პლანეტაზე ვხედავთ.