우주선

Cosmic ray
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우주 플럭스 대 입자 에너지
왼쪽 이미지:구름실을 통과하는 우주선 뮤온은 중간 금속판에서 작은 각도로 산란되어 챔버를 떠난다.오른쪽 이미지:우주선 뮤온은 자기장 내에서 트랙의 곡률 증가로 나타나듯이 플레이트를 통과한 후 상당한 에너지를 잃습니다.

우주선은 거의 빛의 속도로 우주를 이동하는 고에너지 양성자와 원자핵이다.그것들은 태양으로부터, [1]우리 은하에 있는 태양계 밖에서, 그리고 멀리 있는 [2]은하에서 비롯됩니다.지구의 대기와 충돌하면, 우주선은 2차 입자의 소나기를 발생시키고, 그 중 일부는 표면에 도달하지만, 대부분은 자기권이나 태양권에 의해 우주로 편향됩니다.

우주선은 1912년 빅터 헤스에 의해 풍선 실험에서 발견되었고, 이로 인해 그는 1936년 노벨 [3]물리학상을 받았다.

특히 낮은 에너지에서 우주선을 직접 측정하는 것은 1950년대 후반 첫 인공위성이 발사된 이후 가능해졌다.원자력과 고에너지 물리학에서 사용되는 것과 유사한 입자 검출기는 우주선에 [4]대한 연구를 위해 위성과 우주 탐사선에 사용된다.페르미 우주 망원경(2013)[5]의 데이터는 일차 우주선의 상당 부분이 [6]별의 초신성 폭발에서 비롯된다는 증거로 해석되었다.2018년 블라자르 TXS 0506+056에서 중성미자와 감마선을 관측한 결과, 활동은하핵도 우주선을 [7][8]생성하는 것으로 보인다.

어원학

원래 우주선이 대부분 전자기 방사선으로 잘못 생각되었기 때문에 광선이라는 용어는 다소 잘못된 명칭이다.일반적인 과학적 [9]용도에서 고유 질량을 가진 고에너지 입자는 "우주" 광선으로 알려져 있는 반면, 전자기 복사의 양자(따라서 고유 질량이 없음)인 광자는 광자 에너지에 따라 감마선 또는 X선과 같은 일반적인 이름으로 알려져 있다.

구성.

지구 대기권 밖에서 발생하는 1차 우주선의 약 99%는 잘 알려진 원자의 맨 핵이고(전자껍질 조각), 약 1%는 단독 전자이다(즉, 베타 입자의 한 종류).원자핵의 약 90%는 단순한 양성자이고, 9%는 헬륨 원자핵과 같은 알파 입자이고, 1%는 HZE [10]이온이라고 불리는 무거운 원소의 원자핵입니다.이 분율들은 우주선의 [11]에너지 범위에 따라 매우 다양합니다.극소수는 양전자나 반양성자와 같은 안정적인 반물질 입자입니다.이 잔여 분수의 정확한 성질은 활발한 연구 영역이다.지구 궤도에서 항알파 입자를 찾기 위한 활발한 탐색은 그것들을 [12]감지하는 데 실패했다.

에너지

때문에 가장 강력한ultra-high-energy은 우주선의 에너지 3×12001020eV,[13]부분의 약 40만배 수준의 에너지에 접근하기 관찰되어 왔다 우주 광선 사실상, 그들은 마이크로 전자 공학과 삶을 위한 대기와 자기장의 보호 밖에 두고 과학적으로 가하는 타격 때문에, 큰 관심을 끌고 있다.icles강입자 가속기에 [14]의해 가속됩니다.그러한 엄청난 에너지는 활동 은하핵의 가속 원심 메커니즘을 통해 달성될 수 있다는 것을 보여줄 수 있다.50J에서 [15]가장 높은 에너지 초고에너지 우주선(1991년에 기록된 OMG 입자 등)은 시속 90km(56mph) 야구장의 운동 에너지에 버금가는 에너지를 갖는다.이러한 발견의 결과로, 훨씬 더 [16]큰 에너지를 가진 우주선을 조사하는 것에 관심이 있었다.그러나 대부분의 우주선은 그러한 극단적인 에너지를 가지고 있지 않다. 우주선의 에너지 분포는 0.3기가 일렉트론볼트(4.8×10J−11)[17]에서 최고조에 달한다.

역사

1896년 앙리 베크렐이 방사능을 발견한 후, 대기 전기는 땅 속의 방사성 원소나 방사성 가스 또는 [18]라돈 동위원소에서 나오는 방사능에 의해서만 발생한다고 일반적으로 믿어졌다.1900년부터 1910년까지 10년 동안 지상 높이에서 증가하는 이온화 속도 측정은 중간 [19]공기에 의한 이온화 방사선의 흡수에 의한 것으로 설명될 수 있다.

검출

파치니는 1910년에 측정했다.

1909년, 테오도르 울프는 밀폐된 용기 안에서 이온 생성 속도를 측정하는 장치인 전기계를 개발했고, 그것을 에펠탑의 [20]바닥보다 꼭대기에서 더 높은 수준의 방사선을 보여주기 위해 사용했다.그러나 Physikalische Zeitschrift에 실린 그의 논문은 널리 받아들여지지 않았다.1911년, 도메니코 파치니는 호수, 바다, 그리고 수면으로부터 3미터 깊이에서 동시에 이온화 속도의 변화를 관찰했다.파치니는 수중 방사능의 감소로 인해 이온화의 특정 [21]부분이 지구의 방사능이 아닌 다른 원천에 기인한다고 결론지었다.

1912년, 빅터 헤스는 3개의 향상된 정확도의 울프 전위계를[3] 자유 기구 비행으로 5,300미터의 고도까지 운반했다.그는 이온화 속도가 [3]지상보다 약 4배 증가했음을 발견했다.헤스는 거의 개기일식 동안 풍선을 일으켜서 태양을 방사능의 근원으로 제외시켰다.달이 태양의 가시 방사선의 대부분을 차단하는 가운데, 헤스는 여전히 상승하는 [3]고도에서 상승하는 방사선을 측정했다.그는 "관측 결과는 매우 높은 투과력의 방사선이 상공에서 대기 [22]중으로 들어온다는 가정으로 설명될 가능성이 가장 높다"고 결론지었다.1913-1914년, Werner Kolhörster는 9km [23][24]고도에서 증가한 이온화 엔탈피 속도를 측정하여 Victor Hess의 초기 결과를 확인하였다.

1912년 헤스(왼쪽)와 콜호르스터(오른쪽)가 측정한 고도에 따른 이온화 증가

헤스는 [25][26]그의 발견으로 1936년 노벨 물리학상을 받았다.

헤스는 1912년 기구 비행을 마치고 착륙했다.

신분증

브루노 로시는 이렇게 썼다.

1920년대 후반과 1930년대 초에 풍선에 의해 대기의 가장 높은 층으로 운반되거나 물속으로 깊이 가라앉는 자기 기록 전기 스코프의 기술은 독일 물리학자 에리히 레제너와 그의 그룹에 의해 전례 없는 완성도를 가져왔다.이 과학자들 덕분에 우리는 고도와 [27]깊이의 함수로서 우주선 이온화에 대해 지금까지 이루어진 가장 정확한 측정의 일부를 빚지고 있다.

1931년 어니스트 러더포드는 "밀리칸 교수의 훌륭한 실험과 리제너 교수의 훨씬 더 광범위한 실험 덕분에, 우리는 이제 처음으로 우리가 안전하게 의지할 수 있는 물에서의 방사선의 흡수 곡선을 얻었다"[28]고 말했다.

1920년대에, 우주선이라는 용어는 깊은 물속에서부터 높은 고도와 지구 주변의 우주선으로 인한 이온화 측정을 한 로버트 밀리컨에 의해 만들어졌습니다.밀리칸은 그의 측정치가 일차 우주선이 감마선, 즉 에너지 광자라는 것을 증명했다고 믿었다.그리고 그는 그것들이 수소 원자가 무거운 원소로 융합되는 부산물로 성간 공간에서 생성되고, 2차 전자는 감마선의 콤프턴 산란으로 대기 중에 생성된다는 이론을 제안했다.하지만 1927년 자바에서 네덜란드로 항해하던 제이콥 클레이는 나중에 많은 실험에서 우주선의 강도가 열대지방에서 중위도로 증가한다는 [29]증거를 발견했는데, 이것은 1차 우주선이 지자기장에 의해 휘어져 광자가 아닌 하전 입자로 변한다는 것을 보여주었다.1929년 보테와 콜호르스터는 4.1cm의 금을 [30]투과할 수 있는 대전 우주선 입자를 발견했다.그렇게 높은 에너지의 하전 입자는 밀리칸이 제안한 성간 핵융합 [citation needed]과정에서 나온 광자에 의해 만들어질 수 없었다.

1930년 브루노 로시는 1차 입자의 전하에 따라 달라지는 동쪽과 서쪽에서 도달하는 우주선의 강도 차이를 예측했다.서쪽 효과"[31]를 예측했다.세 가지 독립적인 실험에서[32][33][34] 강도가 사실 서쪽에서 더 크다는 것이 밝혀졌는데, 이는 대부분의 프라이머리들이 양성이라는 것을 증명한다.1930년부터 1945년까지의 수년에 걸쳐, 다양한 조사 결과, 1차 우주선은 대부분 양성자이며, 대기 중에 생성되는 2차 방사선은 주로 전자, 광자, 뮤온이라는 것이 확인되었다.1948년, 풍선에 의해 대기 상층부까지 운반되는 핵 유화 물질에 대한 관측 결과, 1차 물질의 약 10%가 헬륨 핵(알파 입자)이고 1%가 탄소, 철,[35][36] 납과 같은 무거운 원소의 핵인 것으로 나타났다.

Rossi는 동서 효과를 측정하기 위한 장비를 테스트하는 동안 넓게 떨어진 두 개의 가이거 카운터의 거의 동시 방출 속도가 예상 우발 발생률보다 크다는 것을 관찰했다.실험에 대한 보고서에서 로시는 "...기록장치는 매우 광범위한 입자 비에 부딪히는 경우가 종종 있는 것 같습니다.이 때문에 카운터 사이에 일치하고 심지어 서로 [37]멀리 떨어져 있기도 합니다.1937년, 피에르 오거는 로시의 초기 보고서를 몰랐고, 같은 현상을 감지하여 자세히 조사하였다.그는 고에너지 1차 우주선 입자가 대기 중 높은 공기 핵과 상호작용하여 궁극적으로 전자의 소나기를 발생시키는 2차 상호작용과 지면 레벨에 [38]도달하는 광자의 캐스케이드를 발생시킨다고 결론지었다.

소련의 물리학자 세르게이 베르노프는 풍선에 의해 고공으로 운반된 기구로 우주선을 판독하기 위해 라디오존드를 최초로 사용했다.1935년 4월 1일, 그는 2차 광선 [39][40]소나기를 세지 않기 위해 충돌 방지 회로의 가이거 계수기를 사용하여 최대 13.6km의 높이에서 측정했다.

Homi J. Bhabha는 현재 Bhabha 산란으로 알려진 과정인 전자에 의해 양전자가 산란될 확률에 대한 식을 도출했다.1937년 월터 하이틀러와 공동으로 발표된 그의 고전적인 논문은 우주에서 온 1차 우주선이 어떻게 상층 대기와 상호작용하여 지상에서 관측된 입자를 만들어 내는지를 기술했다.바바와 하이틀러는 감마선과 양전자쌍과 음전자쌍의 [41][42]캐스케이드 생성에 의한 우주선 샤워 형성을 설명했다.

에너지 분배

밀도의 샘플링과 광범위한 공기 샤워의 빠른 타이밍에 의한 초고에너지 일차 우주선의 에너지와 도달 방향의 측정은 매사추세츠 공과대학의 [43]로시 우주선 그룹에 의해 1954년에 처음 수행되었다.실험은 하버드 대학 천문대의 아가시즈 관측소 지상에서 직경 460m의 원 안에 배치된 11개의 섬광 검출기를 사용했다.그 연구로부터, 그리고 전 세계에서 행해진 많은 다른 실험으로부터, 1차 우주선의 에너지 스펙트럼은 현재 10 eV를 넘는20 것으로 알려져 있다.오거 프로젝트라고 불리는 거대한 에어 샤워 실험은 현재 물리학자들로 구성된 국제 컨소시엄에 의해 아르헨티나 팜파스의 한 현장에서 운영되고 있다.이 프로젝트는 1980년 시카고 대학의 노벨 물리학상 수상자인 제임스 크로닌과 리즈 대학의 앨런 왓슨에 의해, 그리고 후에 국제 피에르 오거 협회의 과학자들에 의해 주도되었다.그들의 목표는 가장 높은 에너지를 가진 1차 [44]우주선의 특성과 도달 방향을 탐구하는 것이다.그 결과는 우주의 빅뱅 기원으로부터 남은 광자와의 상호작용 때문에 10 eV 이상에서20 발생하는 장거리(약 1억 6천만 광년)의 우주선의 에너지에 대한 이론적인 제한 때문에 입자 물리학과 우주론에 중요한 영향을 미칠 것으로 예상된다.현재 피에르 오제 천문대는 그것의 정확성을 향상시키고 아직 확인되지 않은 가장 에너지 있는 우주선의 기원에 대한 증거를 찾기 위해 업그레이드를 진행 중이다.

1967년 [45]OSO-3 위성으로 수행된 MIT 실험에 의해 1차 우주선에서 고에너지 감마선(50MeV 이상)이 마침내 발견되었다.은하계와 은하계 외 기원의 구성 요소는 1차 하전 입자의 1%보다 훨씬 적은 강도로 개별적으로 확인되었다.그 이후로 수많은 위성 감마선 관측소가 감마선 하늘을 지도화했다.가장 최근의 것은 페르미 천문대로, 우리 은하의 이산적이고 확산적인 근원에서 생성된 감마선 강도의 좁은 대역과 천구 위에 분포된 수많은 점 같은 은하계 밖의 근원을 보여주는 지도를 만들었습니다.

원천

우주선의 근원에 대한 초기 추측은 1934년 바데와 즈위키가 우주선이 초신성에서 [46]비롯되었다고 제안한 것을 포함했다.1948년 호레이스 밥콕이 제안한 자기 변광성은 우주선의 [47]근원이 될 수 있다고 주장했다.그 후, 세키도 외 연구진(1951)은 게 성운을 우주선의 [48]근원으로 확인했다.그 이후로, 초신성, 활동 은하핵, 퀘이사, 감마선 [49]폭발을 포함한 다양한 우주선의 잠재적 원천들이 표면화되기 시작했다.

행성간 공간에서 이온화 방사선의 발생원.

이후 실험은 우주선의 출처를 더 확실하게 규명하는 데 도움을 주었다.2009년 아르헨티나 피에르 오거 천문대의 과학자들이 국제우주선회의에서 발표한 논문은 은하 센타우루스 A에 매우 가까운 하늘에서 발생하는 초고에너지 우주선을 보여주었지만 저자들은 세센을 확인하기 위해서는 추가 조사가 필요하다고 구체적으로 밝혔다.황소자리 A는 우주선의 [50]원천이다.그러나 감마선 버스트와 우주선의 발생 사이에 상관관계가 발견되지 않아 저자들은 감마선 [51]버스트의 1 GeV – 1 TeV 우주선의 플럭스에 3.4 × 10−6 × erg·cm의−2 상한을 설정했다.

2009년, 초신성은 우주선의 원천으로 "고정"되었다고 말했는데, 이 발견은 거대 [52]망원경의 데이터를 사용하여 이루어진 것이다.그러나 이 분석은 2011년 PAMELA의 자료와 함께 논란이 되었는데, PAMELA는 "[수소와 헬륨 핵]의 스펙트럼 모양이 다르며 단일 멱법칙으로 잘 설명할 수 없다"고 밝혀 우주선 [53]형성의 더 복잡한 과정을 시사했다.그러나 2013년 2월, 페르미의 데이터를 분석한 연구에 따르면 초신성은 실제로 우주선의 근원이며, 각각의 폭발은 약 342 × 10 – 343 × 10 J의 [5][6]우주선을 생성한다는 것이 밝혀졌다.

충격 전방 가속도(초신성 및 활동 은하핵에 대한 이론 모델):입사 양성자는 우주선의 고에너지 성분 에너지까지 두 충격 전선 사이에서 가속된다.

그러나 초신성이 모든 우주선을 만들어내는 것은 아니며, 초신성이 만들어내는 우주선의 비율은 더 깊은 조사 없이는 [54]대답할 수 없는 문제이다.초신성과 벗겨진 원자를 가속시키는 활동 은하핵의 실제 과정을 설명하기 위해, 물리학자들은 충격 전방 가속을 신뢰성 논쟁으로 사용합니다(오른쪽 그림 참조).

2017년, Pierre Oger Collaboration은 가장 높은 에너지 [55]우주선의 도달 방향에서 약한 이방성을 관찰한 내용을 발표했다.은하중심이 결손 영역에 있기 때문에, 이 이방성은 가장 높은 에너지에서 우주선의 은하외 기원에 대한 증거로 해석될 수 있습니다.이는 은하계에서 은하계 밖의 에너지원으로의 전환 에너지가 존재해야 하며, 다양한 에너지 범위에 기여하는 다양한 유형의 우주선 소스가 있을 수 있음을 의미합니다.

종류들

우주선은 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

  • 은하 우주선(GCR)과 은하계 밖의 우주선, 즉 태양계 밖에서 발생하는 고에너지 입자, 그리고
  • 태양 에너지 입자, 태양에서 방출되는 고에너지 입자(대부분 양성자)입니다. 주로 태양 폭발에서 발생합니다.

그러나 "우주선"이라는 용어는 종종 외계 플럭스만을 지칭하는 데 사용됩니다.

1차 우주 입자는 대기 분자와 충돌하여 공기 소나기를 만든다.

우주선은 원래 다양한 천체물리학적 과정에서 생성된 1차 우주선으로 시작된다.1차 우주선은 주로 양성자와 알파 입자(99%)로 구성되어 있으며, 소량의 무거운 핵(δ1%)과 극미량의 양전자와 반양성자(antiroton)[10]로 구성되어 있다.대기에 영향을 미치면서 1차 우주선의 붕괴에 의해 발생하는 2차 우주선은 전자, 양전자, 뮤온, 파이온과 같은 광자, 렙톤, 강입자를 포함한다.이들 중 후반 3개는 우주선에서 처음 검출되었다.

일차 우주선

1차 우주선은 대부분 태양계 밖에서 발생하며 때로는 은하수에서도 발생한다.그것들이 지구의 대기와 상호작용할 때, 2차 입자로 변환된다.수소 원자핵에 대한 헬륨의 질량비(28%)는 이 원소들의 원시 원소 존재비(24%)[56]와 유사합니다.나머지 부분은 전형적인 핵합성 최종 산물인 다른 무거운 핵들로 구성되어 있는데, 주로 리튬, 베릴륨, 붕소입니다.이 원자핵들은 헬륨만큼 10개−11 정도밖에 없는 태양 대기권보다 훨씬 더 풍부하게(11%) 우주선에 나타납니다.헬륨보다 무거운 하전 핵으로 이루어진 우주선은 HZE 이온이라고 불립니다.HZE 이온은 높은 전하와 무거운 성질로 인해 상대적으로 적지만 우주인의 우주에서의 방사선량에 대한 기여는 매우 크다.

이 풍부함의 차이는 이차 우주선이 형성되는 방법의 결과입니다.탄소와 산소 핵은 우주선 파쇄라고 불리는 과정에서 리튬, 베릴륨, 붕소를 형성하기 위해 성간 물질과 충돌합니다.스칸듐, 티타늄, 바나듐, 망간 이온은 철과 니켈 원자핵이 성간물질과 [57]충돌해 생기는 우주선에 많이 들어있다.

높은 에너지에서는 조성이 변화하고 무거운 원자핵이 일부 에너지 범위에서 더 많이 함유됩니다.현재의 실험은 높은 에너지에서 조성의 더 정확한 측정을 목표로 한다.

일차 우주선 반물질

다음 항목도 참조하십시오.알파 자기 분광계

위성 실험은 1차 우주선에서 양전자와 몇 개의 반대입자가 있다는 증거를 발견했는데, 1차 우주선에서 입자의 1% 미만에 달한다.이것들은 빅뱅에서 나온 많은 양의 반물질이나 우주의 복잡한 반물질의 산물로 보이지 않는다.오히려, 그것들은 새로운 에너지 과정으로 만들어진 이 두 개의 소립자로만 구성되어 있는 것으로 보인다.

국제우주정거장에 탑재된 현재 작동 중인 알파 자기 분광계(AMS-02)의 예비 결과는 우주선의 양전자가 방향성 없이 도착한다는 것을 보여준다.2014년 9월, CERN에서 열린 강연에서 거의 두 배에 달하는 데이터를 사용한 새로운 결과가 발표되었고 Physical Review [58][59]Letters에 발표되었습니다.최대 500GeV의 양전자 분율을 측정한 결과, 275±32GeV의 에너지 주변에서 양전자 분율이 총 전자+양전자 이벤트의 최대 약 16%에 도달하는 것으로 나타났다.500GeV까지 높은 에너지에서는 양전자와 전자의 비율이 다시 떨어지기 시작합니다.양전자의 절대 플럭스 또한 500 GeV 이전에 떨어지기 시작하지만, 약 10 [60]GeV에 달하는 전자 에너지보다 훨씬 높은 에너지에서 최고조에 달합니다.이러한 해석 결과는 거대한 암흑 물질 [61]입자의 소멸 사건에서 양전자 생성에 기인하는 것으로 제시되어 왔다.

우주선 안티프로톤은 또한 정상 물질보다 훨씬 더 높은 평균 에너지를 가지고 있다.그들은 특징적인 최대 2 GeV의 에너지로 지구에 도착하는데, 이것은 평균적으로 에너지의 [62]6분의 1밖에 가지지 않는 우주선 양성자와는 근본적으로 다른 과정에서의 그들의 생산을 나타낸다.

우주선에 반헬륨 핵(반알파 입자)과 같은 복잡한 반물질 원자핵이 있다는 증거는 없다.이것들은 활발하게 검색되고 있다.AMS-02로 명명된 AMS-01의 프로토타입이 1998년 6월 STS-91에 실려 우주왕복선 디스커버리호에 실려 우주로 날아갔다.AMS-01은 항헬륨을 전혀 검출하지 않음으로써 항헬륨 대 헬륨 플럭스비의 [63]상한을 1.1×10으로−6 설정했다.

우주 광선의 달
The moon's muon shadow
달의 우주선 그림자는 2차 뮤온에서 볼 수 있듯이 수단 2호 검출기에서 지하 700m 지점에서 검출되었다.
The moon as seen in gamma rays
콤프턴 감마선 관측소에서 20 MeV 이상의 에너지를 가진 감마선에서 볼 수 있는 달.이것들은 우주선의 [64]표면에 대한 충격에 의해 생성된다.

이차 우주선

우주선이 지구 대기에 들어올 때, 그것들은 원자나 분자, 주로 산소와 질소와 충돌한다.이 상호작용은 X선, 양성자, 알파 입자, 파이온, 뮤온, 전자, 중성미자,[65] 중성자를 포함하여 비가 내리는 소위 공기 샤워 2차 방사선인 캐스케이드를 생성한다.충돌로 생성된 모든 2차 입자는 1차 입자의 원래 경로에서 약 1도 이내의 경로에서 계속 진행됩니다.

이러한 충돌에서 생성되는 대표적인 입자는 중성자와 양 또는 음의 파이온과 카이온과 같은 하전 중간자입니다.이들 중 일부는 뮤온과 중성미자로 분해되어 지구 표면에 도달할 수 있다.어떤 고에너지 뮤온은 얕은 광산까지 어느 정도 거리를 뚫고 들어가며, 대부분의 중성미자는 더 이상의 상호작용 없이 지구를 가로지른다.다른 것들은 광자로 분해되어 전자기적 캐스케이드를 생성한다.따라서, 광자 다음으로 전자와 양전자가 공기 샤워에서 지배적이다.뮤온뿐만 아니라 이러한 입자는 구름 챔버, 거품 챔버, 물 체렌코프 또는 섬광 검출기와 같은 다양한 유형의 입자 검출기에 의해 쉽게 검출될 수 있다.동시에 여러 검출기에서 입자의 2차 소나기를 관찰한 것은 모든 입자가 해당 사건에서 발생했음을 나타낸다.

태양계의 다른 행성들에 영향을 미치는 우주선은 감마선 망원경으로 고에너지 감마선 방출을 관찰함으로써 간접적으로 검출된다.이들은 약 10MeV 이상의 높은 에너지로 방사성 붕괴 과정과 구별된다.

우주선속

우주 환경의 개요는 태양 활동과 은하 [66]우주선의 관계를 보여준다.

대기 상층부에서 유입되는 우주선의 흐름은 태양풍, 지구의 자기장, 그리고 우주선의 에너지에 좌우된다.태양으로부터 94AU의 거리에서 태양풍은 종료 충격이라고 불리는 초음속에서 아음속으로 천이합니다.종단 충격과 태양권계면 사이의 영역은 우주선에 대한 장벽으로 작용하여 낮은 에너지(θ 1 GeV)에서 플럭스를 약 90% 감소시킨다.그러나 태양풍의 세기는 일정하지 않기 때문에 우주광속은 태양활동과 상관관계가 있는 것으로 관측되고 있다.

게다가, 지구의 자기장은 표면으로부터 우주선을 편향시키는 역할을 하며, 플럭스가 명백히 위도, 경도, 방위각에 의존한다는 관찰을 낳는다.

언급된 모든 요인의 복합적인 효과는 지구 표면에서 우주선의 흐름에 기여한다.다음 참여 주파수 표는 지구에[67] 도달하고 [68]지상에 도달하는 저에너지 방사선에서 추론된다.

상대입자 에너지 및 우주선의 비율
입자 에너지(eV) 입자율(ms−2−1)
1×109 (GeV) 1×104
1 x 1012 (TeV) 1
116 × 10 (10 PeV) 1×10−7 (1년에 몇 번)
1 x 1020 (100 EeV) 1−15 × 10 (1 세기에 1회)

과거에는, 우주 광선의 흐름이 시간이 지남에 따라 꽤 일정하게 유지된다고 믿었다.그러나 최근 연구에 따르면 지난 4만 [69]년 동안 1.5배에서 2배의 천년 단위의 우주 선속 변화가 나타났다.

항성 간의 우주에서 우주의 선속의 에너지의 크기는 다른 깊은 우주 에너지의: 보이는 별빛의 에너지 밀도에 0.3eV/cm3에 필적하는 성간 공간, 즉≈1 eV/cm3, 은하 자기장 e.의 입방 센티 미터 당 한 electron-volt에 대해 우주선 에너지 밀도 평균 비교될 만합니다ne0.25eV/cm3 이상의 rgy 밀도(3마이크로가우스 가정) 또는 0.25eV/cm3 [70]이상의 우주 마이크로파 배경(CMB) 방사선 에너지 밀도.

검출 방법

VERITAS 배열의 공기 체렌코프 망원경입니다.

탐지 방법에는 크게 두 가지 클래스가 있습니다.첫째, 우주공간이나 고공에서 1차 우주선을 기구로 직접 검출하는 것이다.둘째, 이차 입자의 간접 검출, 즉 높은 에너지에서 광범위한 공기 샤워.우주와 공기 샤워의 기구 전달 탐지에 대한 제안과 프로토타입이 있었지만, 현재 고에너지 우주선에 대한 운영 실험은 지상 기반이다.일반적으로 직접 검출이 간접 검출보다 정확합니다.그러나 우주선의 플럭스는 에너지와 함께 감소하며, 이는 1PeV 이상의 에너지 범위에 대한 직접적인 검출을 방해한다.직간접 검출은, 몇개의 기술에 의해서 실현됩니다.

직접 검출

ISS의 모든 종류의 입자 검출기, 위성 또는 고고도 풍선에 의해 직접 검출이 가능하다.그러나 무게와 크기에는 검출기 선택을 제한하는 제약이 있다.

직접 검출 기법의 예는 로버트 플라이셔, P. 뷰포드 프라이스 및 로버트 M에 의해 개발된 핵 트랙에 기초한 방법이다. 고공 [71]풍선에 사용되는 워커.이 방법에서는 0.25mm의 렉산 폴리카보네이트와 같은 투명 플라스틱 시트가 함께 쌓여 우주나 고도에서 우주선에 직접 노출된다.핵전하는 플라스틱 내의 화학 결합 파괴 또는 이온화를 일으킨다.플라스틱 스택의 맨 위에서는 우주선의 속도가 높기 때문에 이온화가 더 적습니다.스택의 감속으로 인해 우주선의 속도가 감소하면 경로를 따라 이온화가 증가합니다.생성된 플라스틱 시트는 "에칭"되거나 따뜻한 가성 수산화나트륨 용액에 천천히 용해되어 표면 물질을 알려진 느린 속도로 제거합니다.가성 수산화 나트륨은 이온화된 플라스틱의 경로를 따라 플라스틱을 더 빠른 속도로 녹입니다.최종 결과는 플라스틱에 원추형 식각 피트입니다.식각 피트는 고출력 현미경(일반적으로 1600×유입사)으로 측정되며, 식각 속도는 쌓인 플라스틱의 깊이에 대한 함수로 표시됩니다.

이 기술은 플라스틱 스택을 가로지르는 우주선의 전하와 에너지를 식별할 수 있도록 각 원자핵에 대해 1에서 92까지의 고유한 곡선을 생성합니다.경로를 따라 이온화가 확장될수록 전하량이 높아집니다.우주선 검출에 사용하는 것 외에, 이 기술은 핵분열의 산물로 생성된 핵을 검출하는 데도 사용된다.

간접 검출

현재 사용되고 있는 우주선을 검출하는 지상 기반 방법은 여러 가지가 있으며, 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있다. 즉, 다양한 유형의 입자 검출기에 의한 대규모 공기 샤워(EAS)를 형성하는 2차 입자 검출과 대기 중 EAS에 의해 방출되는 전자파 방사선의 검출이다.

입자 검출기로 만들어진 광범위한 에어 샤워 어레이는 이들을 통과하는 하전 입자를 측정합니다.EAS 어레이는 하늘의 넓은 영역을 관찰할 수 있으며 90% 이상 활성화될 수 있습니다.그러나 그들은 체렌코프 망원경보다 우주선에서 배경 효과를 분리할 수 없다.대부분의 최신 EAS 어레이는 플라스틱 섬광기를 사용한다.또한 물(액체 또는 동결)을 입자가 통과하여 체렌코프 방사선을 발생시키는 검출 매체로 사용하여 검출할 [72]수 있도록 한다.따라서 여러 어레이는 물/얼음-체렌코프 검출기를 대체 또는 섬광기 외에 사용한다.여러 검출기를 조합함으로써 일부 EAS 어레이는 뮤온을 가벼운 2차 입자(광자, 전자, 양전자)와 구별할 수 있는 기능을 가지고 있다.2차 입자 중 뮤온의 비율은 1차 우주선의 질량 구성을 추정하는 전통적인 방법입니다.

아직도 시연 목적으로 사용되는 2차 입자 검출의 역사적인 방법은 파이온이 부패할 때 생성되는 2차 뮤온을 검출하기 위해 구름실을[73] 사용하는 것입니다.특히 클라우드 챔버는 널리 이용 가능한 재료로 제작할 수 있으며 고등학교 연구실에서도 제작할 수 있습니다.버블 챔버를 포함한 다섯 번째 방법은 우주선 [74]입자를 검출하기 위해 사용될 수 있다.

최근에는 보급형 스마트폰 카메라의 CMOS 장치가 초고에너지 우주선에서 [75]공기 샤워를 감지하는 실용적인 분산 네트워크로 제안되고 있습니다.이 제안을 최초로 이용한 앱은 스마트폰에서 발견된 CRAYFIS(Cosmic RAYs Found in Smartphone) [76][77]실험이었다.2017년, CREDO(Cosmic Ray Extreme Distributed Observatory) 콜라보레이션은[78] Android 기기용 완전 오픈 소스 앱의 첫 버전을 출시했습니다.그 후, 이 콜라보레이션은,[79] 세계의 많은 과학 기관, 교육 기관, 및 일반인의 관심과 지지를 끌어냈다.향후 조사에서는 이 새로운 기술이 전용 EAS 어레이와 경쟁할 수 있는 측면이 무엇인지 밝혀야 합니다.

두 번째 범주에서 첫 번째 탐지 방법은 공기 체렌코프 망원경이라고 불리며, 체렌코프 방사선을 분석함으로써 저에너지(200GeV 미만) 우주선을 탐지하도록 설계되었다. 체렌코프 방사선의 경우, 우주선은 대기인 [80]매질에서 빛의 속도보다 빠르게 이동할 때 방출되는 감마선이다.이 망원경은 배경 방사선과 우주선의 기원을 구별하는 데 매우 능숙하지만 달이 비치지 않는 맑은 밤에만 잘 작동할 수 있고 시야가 매우 좁으며 몇 퍼센트만 활동합니다.

두 번째 방법은 대기 중에 이동하는 입자에 의한 질소 들뜸에 의한 질소 형광으로부터의 빛을 검출한다.이 방법은 특히 입자 검출기의 [81]EAS 어레이와 결합할 때 가장 높은 에너지에서 우주선에 가장 정확합니다.체렌코프 빛의 검출과 마찬가지로, 이 방법은 맑은 밤에만 사용할 수 있습니다.

또 다른 방법은 소나기가 방출하는 전파를 감지하는 것이다.이 기술은 입자 검출기와 유사한 높은 듀티 사이클을 가지고 있습니다.이 기법의 정확도는 다양한 시제품 실험에서 보여지듯이 지난 몇 년 동안 개선되었으며, 적어도 높은 에너지에서 대기 체렌코프 빛과 형광 빛의 검출에 대한 대안이 될 수 있다.

영향들

대기 화학의 변화

우주선은 대기 중의 질소와 산소 분자를 이온화시켜 많은 화학 반응을 일으킨다.우주선은 또한 반응을 통해 탄소-14와 같은 불안정한 동위원소를 지구 대기에서 지속적으로 생성하는 원인이기도 합니다.

n + N → p + C

우주선은 1950년대 초 지상 핵무기 실험이 시작되기 전까지 최소 10만 [citation needed]년 동안 대기 중 탄소-14의[82] 수치를 거의 일정하게 유지시켰다.이 사실은 방사성 탄소 [citation needed]연대 측정에서 사용된다.

1차 우주선, 방사성 동위원소 반감기 및 생성[83] 반응 생성물
  • 삼중수소 (12.3년):14N(n, H)12C(파쇄)
  • 베릴륨-7(53.3일)
  • 베릴륨-10 (139만년) :14N(n,pα)10Be(파쇄)
  • 카본-14(5730년):14N(n, p)14C(중성자 활성화)
  • 나트륨-22(2.6년)
  • 나트륨-24(15시간)
  • 마그네슘-28(20.9시간)
  • 실리콘-31 (2.6 시간)
  • 실리콘-32(101년)
  • 인-32(14.3일)
  • 황-35(87.5일)
  • 황-38(2.84시간)
  • 염소-34m(32분)
  • 염소-36 (30만 년)
  • 염소-38(37.2분)
  • 염소-39(56분)
  • 아르곤-39(269년)
  • 크립톤-85(10.7년)

주변 방사선의 역할

우주선은 지구 인구의 연간 총 3mSv 중 평균 0.39mSv(전체 배경의 13%)로 지구인 연간 방사선 피폭의 일부를 구성한다.단, 우주선의 배경방사선은 고도에 따라 해수면 지역의 연간 0.3mSv에서 고지대 도시의 연간 1.0mSv로 증가하여 해당 도시 인구의 전체 배경방사선 피폭의 1/4에 해당하는 우주방사선 피폭을 증가시킨다.장거리 고공 항로를 비행하는 항공사 승무원은 우주선으로 인해 매년 2.2mSv의 추가 방사선에 노출될 수 있으며, 이는 전체 이온화 방사선에 대한 노출의 거의 두 배에 달한다.

연평균 방사선 피폭(밀리시버트)
방사능 하지 않다[84][85] 프린스턴[86] 와[87] 주 문부과학성[88] 발언
유형 원천 세계
평균		 표준 범위 미국 미국 - 자연의 항공사 1.26 0.2~10a.0 2.29 2.00 0.40 주로 라돈으로 부터, (a)실내 라돈 가스의 축적에 따라 달라집니다.
내부의 0.29 0.2~1b.0 0.16 0.40 0.40 주로 식품 40내 방사성 동위원소(K, C 등)에서 추출된다. (b)식이요법에 따라 달라져요.
지상파 0.48 0.3~1c.0 0.19 0.29 0.40 (c)토양의 조성 및 구조물의 건축 재료에 따라 달라집니다.
우주 0.39 0.3~1d.0 0.31 0.26 0.30 (d)일반적으로 상승과 함께 증가합니다.
소계 2.40 1.0–13.0 2.95 2.95 1.50
인조 의료의 0.60 0.03–2.0 3.00 0.53 2.30
폴아웃 0.007 0–1+ – – 0.01 1963년(부분시험금지조약 이전)에 정점을 찍은 후 1986년에 급증했다.핵실험과 사고 현장 부근은 여전히 높다.
미국의 경우, 낙진은 다른 범주로 통합된다.
다른이들 0.0052 0–20 0.25 0.13 0.001 연간 평균 직업 노출은 0.7 mSv이며, 광업 근로자들은 더 높은 노출을 보입니다.
원전 인근 인구는 연간 0.02mSv 이상의 추가 피폭을 갖는다.
소계 0.6 0 ~ 10 3.25 0.66 2.311
총 3.00 0 ~ 10 6.20 3.61 3.81
수치는 후쿠시마 제1원자력발전소 참사 이전의 수치다.UNSCEAR에 의한 인간이 만든 값은 UNSCEAR 데이터를 정리한 일본 국립방사선과학연구소의 것이다.

전자제품에 미치는 영향

참고 항목: 방사선 경화

우주선은 전자 집적회로의 회로 컴포넌트 상태를 변화시키기에 충분한 에너지를 가지고 있어 일시적인 에러(전자 메모리 디바이스의 파손된 데이터나 CPU의 잘못된 성능 등)가 발생하는 경우가 종종 "소프트 에러"라고 불립니다.이는 인공위성 등 초고공 전자제품에서 문제가 됐지만 트랜지스터가 점점 작아지면서 지상 전자제품에서도 [89]우려가 커지고 있다.1990년대 IBM의 연구에 따르면 컴퓨터는 보통 매달 [90]256메가바이트의 RAM당 약 1개의 우주선에 의해 유발되는 오류를 경험하는 것으로 나타났다.이 문제를 완화하기 위해 인텔은 미래의 고밀도 마이크로프로세서에 내장할 수 있는 우주선 검출기를 제안했습니다.이것에 의해, 프로세서는 우주선이 발생한 [91]후에 마지막 커맨드를 반복할 수 있게 됩니다.ECC 메모리는 우주선으로 인한 데이터 손상으로부터 데이터를 보호하기 위해 사용됩니다.

2008년, 비행 제어 시스템의 데이터 손상으로 인해 Airbus A330 여객기가 수백 피트 상공에서 두 배로 추락하여 여러 승객과 승무원이 부상을 입었습니다.우주선은 데이터 손상의 다른 가능한 원인들 중에서 조사되었지만, 궁극적으로 매우 가능성이 [92]낮은 것으로 배제되었다.

2020년 8월 과학자들은 환경 방사성 물질과 우주선에서 나오는 이온화 방사선이 큐비트를 적절히 차폐하지 않으면 큐비트의 간섭 시간을 상당히 제한할 수 있다고 보고했는데,[93][94][95] 이는 미래에 내결함성 초전도 양자 컴퓨터를 실현하는 데 매우 중요할 수 있다.

항공 우주 여행에 대한 중요성

주요 기사:우주선에 의한 건강 위협

은하 우주선은 유인 우주선에 의한 행성 간 여행 계획을 가로막는 가장 중요한 장벽 중 하나이다.우주선은 또한 발사되는 탐사선에 탑재된 전자제품에도 위협이 된다.2010년, 보이저 2호 우주 탐사선의 오작동이 아마도 우주선에 의해 야기된 것으로 밝혀졌다.우주선에 [96][97]의한 전자제품과 인간의 피해를 최소화하기 위해 우주선의 물리적 또는 자기적 차폐와 같은 전략이 고려되어 왔다.

2013년 5월 31일, NASA 과학자들은 2011-2012년 [98][99][100]지구에서 화성으로 이동하는 동안 화성 과학 연구소의 RAD에 의해 검출된 에너지 입자 방사선에 근거하여, 화성으로의 가능한 유인 임무는 이전에 생각했던 것보다 더 큰 방사선 위험을 수반할 수 있다고 보고했다.

MSL(2011–2013)[98][99][100]의 RAD에 의한 지구에서 화성까지의 여행에서 검출된 양을 포함한 방사선량 비교.

높이 12킬로미터(39,000피트)를 비행하는 제트 여객기의 승객과 승무원들은 해수면에 있는 사람들이 받는 우주선의 최소 10배에 노출된다.지자기극 근처에서 극성 경로를 비행하는 항공기는 특히 위험하다.[101][102][103]

번개에서의 역할

우주선은 번개의 전기 고장을 일으키는 원인이 되었다.기본적으로 모든 번개는 상대론적 과정, 즉 "도망 파괴"를 통해 유발되며, 이는 우주선의 2차 원인에 의해 심어진다는 것이 제안되었다.그 후 "기존 고장"[104] 메커니즘을 통해 번개 방전의 후속 개발이 이루어진다.

기후 변화에 대한 가정된 역할

기후에서의 우주선의 역할은 에드워드 P에 의해 제안되었다. 1959년 네이와[105] 로버트 E. 1975년 [106]디킨슨.과거 우주선이 기후변화와 대멸종의 원인이었을 것으로 추정되어 왔다.아드리안 멜롯과 미하일 메드베데프에 따르면, 생물 해양 개체군의 6천 2백만 년 주기는 은하면에 대한 지구의 움직임과 관련이 있으며 [107]우주선에 대한 노출이 증가한다고 합니다.연구진은 국지적 초신성에서 비롯된 감마선 폭발이 암과 돌연변이율에 영향을 미쳤을 수 있으며 지구 기후의 결정적 변화, 오르도비스기의 [108][109]대멸종과 관련이 있을 수 있다고 주장한다.

덴마크 물리학자 헨리크 스벤스마르크는 태양 변화가 지구의 우주선속도를 조절하기 때문에 결과적으로 구름 형성 속도에 영향을 미쳐 지구 [110][111]온난화의 간접적인 원인이 될 것이라고 논쟁적으로 주장했다.스벤스마르크는 지구 온난화에 대한 주류의 과학적 평가에 노골적으로 반대하는 여러 과학자 중 한 명으로, 우주선이 [112]과학적으로 근거하기 보다는 이념적으로 지구 온난화와 관련이 있을 수 있다는 우려를 낳는다.다른 과학자들은 Svensmark의 작업이 엉성하고 일관성이 없다고 강하게 비판하고 있습니다. 예를 들어, 하위 클라우드 데이터의 오류를 과소평가하는 클라우드 데이터 조정과 상위 [113]클라우드 데이터의 잘못된 처리로 인해 그래프에 [114]나타나는 상관 관계가 나타나지 않는 경우가 있습니다.Svensmark의 주장에도 불구하고, 은하 우주선은 구름 [115]커버의 변화에 통계적으로 유의미한 영향을 미치지 않았으며, 지구 [116]온도 변화와 인과 관계가 없는 것으로 연구에서 입증되었습니다.

가능한 대멸종 계수

다음 항목도 참조하십시오.플리오센 δ 초신성

소수의 연구는 인근 초신성 또는 일련의 초신성이 대형 선원 [117][118][119]동물에 대한 방사능 수치를 상당히 증가시킴으로써 플리오센 해양 메가파우나 멸종 사건을 야기시켰다고 결론지었다.

조사 및 실험

다음 항목도 참조하십시오.우주선 관측소

아래에 열거된 여러 우주선 연구 계획이 있습니다.

지상 기반

위성.

풍선으로 운반하다

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Sharma, Shatendra (2008). Atomic and Nuclear Physics. Pearson Education India. p. 478. ISBN 978-81-317-1924-4.
  2. ^ "Detecting cosmic rays from a galaxy far, far away". Science Daily. 21 September 2017. Retrieved 26 December 2017.
  3. ^ a b c d "Nobel Prize in Physics 1936 – Presentation Speech". Nobelprize.org. 10 December 1936. Retrieved 27 February 2013.
  4. ^ Cilek, Vaclav, ed. (2009). "Cosmic Influences on the Earth". Earth System: History and Natural Variability. Vol. I. Eolss Publishers. p. 165. ISBN 978-1-84826-104-4.
  5. ^ a b Ackermann, M.; Ajello, M.; Allafort, A.; Baldini, L.; Ballet, J.; Barbiellini, G.; et al. (15 February 2013). "Detection of the characteristic pion decay-signature in supernova remnants". Science. 339 (6424): 807–811. arXiv:1302.3307. Bibcode:2013Sci...339..807A. doi:10.1126/science.1231160. PMID 23413352. S2CID 29815601.
  6. ^ a b Pinholster, Ginger (13 February 2013). "Evidence shows that cosmic rays come from exploding stars" (Press release). Washington, DC: American Association for the Advancement of Science.
  7. ^ [no author cited]; et al. (HESS Collaboration) (2016). "Acceleration of petaelectronvolt protons in the Galactic Centre". Nature. 531 (7595): 476–479. arXiv:1603.07730. Bibcode:2016Natur.531..476H. doi:10.1038/nature17147. PMID 26982725. S2CID 4461199. {{cite journal}}: author1=범용명(도움말)이 있습니다.
  8. ^ [no author cited]; et al. (IceCube Collaboration) (12 July 2018). "Neutrino emission from the direction of the blazar TXS 0506+056 prior to the IceCube-170922A alert". Science. 361 (6398): 147–151. arXiv:1807.08794. Bibcode:2018Sci...361..147I. doi:10.1126/science.aat2890. ISSN 0036-8075. PMID 30002248. S2CID 133261745. {{cite journal}}: author1=범용명(도움말)이 있습니다.
  9. ^ Christian, Eric. "Are cosmic rays electromagnetic radiation?". NASA. Archived from the original on 31 May 2000. Retrieved 11 December 2012.
  10. ^ a b "What are cosmic rays?". Goddard Space Flight Center. NASA. Archived from the original on 28 October 2012. Retrieved 31 October 2012."mirror copy, also archived". Archived from the original on 4 March 2016.
  11. ^ Dembinski, H.; et al. (2018). "Data-driven model of the cosmic-ray flux and mass composition from 10 GeV to 10^11 GeV". Proceedings of Science. ICRC2017: 533. arXiv:1711.11432. doi:10.22323/1.301.0533. S2CID 85540966.
  12. ^ "Cosmic Rays". Goddard Space Flight Center. imagine.gsfc.nasa.gov. Science Toolbox. National Aeronautics and Space Administration. Retrieved 23 March 2019.
  13. ^ Nerlich, Steve (12 June 2011). "Astronomy without a telescope – 'Oh-my-God' particles". Universe Today. Retrieved 17 February 2013.
  14. ^ "Facts and figures". Large Hadron Collider. European Organization for Nuclear Research. 2008. Retrieved 17 February 2013.
  15. ^ Gaensler, Brian (November 2011). "Extreme speed". COSMOS. No. 41. Archived from the original on 7 April 2013.
  16. ^ Anchordoqui, L.; Paul, T.; Reucroft, S.; Swain, J. (2003). "Ultrahigh Energy Cosmic Rays: The state of the art before the Auger Observatory". International Journal of Modern Physics A. 18 (13): 2229–2366. arXiv:hep-ph/0206072. Bibcode:2003IJMPA..18.2229A. doi:10.1142/S0217751X03013879. S2CID 119407673.
  17. ^ Nave, Carl R. (ed.). "Cosmic rays". Physics and Astronomy Department. HyperPhysics. Georgia State University. Retrieved 17 February 2013.
  18. ^ Malley, Marjorie C. (25 August 2011). Radioactivity: A History of a Mysterious Science. Oxford University Press. pp. 78–79. ISBN 9780199766413.
  19. ^ North, John (15 July 2008). Cosmos: An Illustrated History of Astronomy and Cosmology. University of Chicago Press. p. 686. ISBN 9780226594415.
  20. ^ Wulf, Theodor (1910). "Beobachtungen über die Strahlung hoher Durchdringungsfähigkeit auf dem Eiffelturm" [Observations of radiation of high penetration power at the Eiffel tower]. Physikalische Zeitschrift (in German). 11: 811–813.
  21. ^ 파치니, D(1912년)."라 seno alle acque에alla superficie 교육 penetrante radiazione".위원장 누오보산 Cimento.3(1):93–100. arXiv:1002.1810.Bibcode:1912NCim...앞으로 0.3...93P.doi:10.1007/BF02957440.S2CID 118487938.:드 Angelis, A(2010년)에서 논평과 번역을 하다."의 표면과 물에서 방사선 염색제. 피질".위원장 누오보산 Cimento.3(1):93–100. arXiv:1002.1810.Bibcode:1912NCim...앞으로 0.3...93P.doi:10.1007/BF02957440.S2CID 118487938.
  22. ^ Hess, V.F. (1912). "Über Beobachtungen der durchdringenden Strahlung bei sieben Freiballonfahrten" [On observations of penetrating radiation during seven free balloon flights]. Physikalische Zeitschrift (in German). 13: 1084–1091. arXiv:1808.02927.
  23. ^ Kolhörster, Werner (1913). "Messungen der durchdringenden Strahlung im Freiballon in größeren Höhen" [Measurements of the penetrating radiation in a free balloon at high altitudes]. Physikalische Zeitschrift (in German). 14: 1153–1156.
  24. ^ Kolhörster, W. (1914). "Messungen der durchdringenden Strahlungen bis in Höhen von 9300 m." [Measurements of the penetrating radiation up to heights of 9300 m.]. Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft (in German). 16: 719–721.
  25. ^ Hess, V.F. (1936). "The Nobel Prize in Physics 1936". The Nobel Foundation. Retrieved 11 February 2010.
  26. ^ Hess, V.F. (1936). "Unsolved Problems in Physics: Tasks for the Immediate Future in Cosmic Ray Studies". Nobel Lectures. The Nobel Foundation. Retrieved 11 February 2010.
  27. ^ Rossi, Bruno Benedetto (1964). Cosmic Rays. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-053890-0.
  28. ^ Geiger, H.; Rutherford, Lord; Regener, E.; Lindemann, F.A.; Wilson, C.T.R.; Chadwick, J.; et al. (1931). "Discussion on Ultra-Penetrating Rays". Proceedings of the Royal Society of London A. 132 (819): 331. Bibcode:1931RSPSA.132..331G. doi:10.1098/rspa.1931.0104.
  29. ^ Clay, J. (1927). "Penetrating Radiation" (PDF). Proceedings of the Section of Sciences, Koninklijke Akademie van Wetenschappen te Amsterdam. 30 (9–10): 1115–1127.
  30. ^ Bothe, Walther; Werner Kolhörster (November 1929). "Das Wesen der Höhenstrahlung". Zeitschrift für Physik. 56 (11–12): 751–777. Bibcode:1929ZPhy...56..751B. doi:10.1007/BF01340137. S2CID 123901197.
  31. ^ Rossi, Bruno (August 1930). "On the Magnetic Deflection of Cosmic Rays". Physical Review. 36 (3): 606. Bibcode:1930PhRv...36..606R. doi:10.1103/PhysRev.36.606.
  32. ^ Johnson, Thomas H. (May 1933). "The Azimuthal Asymmetry of the Cosmic Radiation". Physical Review. 43 (10): 834–835. Bibcode:1933PhRv...43..834J. doi:10.1103/PhysRev.43.834.
  33. ^ Alvarez, Luis; Compton, Arthur Holly (May 1933). "A Positively Charged Component of Cosmic Rays". Physical Review. 43 (10): 835–836. Bibcode:1933PhRv...43..835A. doi:10.1103/PhysRev.43.835.
  34. ^ Rossi, Bruno (May 1934). "Directional Measurements on the Cosmic Rays Near the Geomagnetic Equator". Physical Review. 45 (3): 212–214. Bibcode:1934PhRv...45..212R. doi:10.1103/PhysRev.45.212.
  35. ^ Freier, Phyllis; Lofgren, E.; Ney, E.; Oppenheimer, F.; Bradt, H.; Peters, B.; et al. (July 1948). "Evidence for Heavy Nuclei in the Primary Cosmic radiation". Physical Review. 74 (2): 213–217. Bibcode:1948PhRv...74..213F. doi:10.1103/PhysRev.74.213.
  36. ^ Freier, Phyllis; Peters, B.; et al. (December 1948). "Investigation of the Primary Cosmic Radiation with Nuclear Photographic Emulsions". Physical Review. 74 (12): 1828–1837. Bibcode:1948PhRv...74.1828B. doi:10.1103/PhysRev.74.1828.
  37. ^ Rossi, Bruno (1934). "Misure sulla distribuzione angolare di intensita della radiazione penetrante all'Asmara". Ricerca Scientifica. 5 (1): 579–589.
  38. ^ Auger, P.; et al. (July 1939), "Extensive Cosmic-Ray Showers", Reviews of Modern Physics, 11 (3–4): 288–291, Bibcode:1939RvMP...11..288A, doi:10.1103/RevModPhys.11.288.
  39. ^ J.L. DuBois; R.P. Multhauf; C.A. Ziegler (2002). The Invention and Development of the Radiosonde (PDF). Smithsonian Studies in History and Technology. Vol. 53. Smithsonian Institution Press.
  40. ^ S. Vernoff (1935). "Radio-Transmission of Cosmic Ray Data from the Stratosphere". Nature. 135 (3426): 1072–1073. Bibcode:1935Natur.135.1072V. doi:10.1038/1351072c0. S2CID 4132258.
  41. ^ Bhabha, H. J.; Heitler, W. (1937). "The Passage of Fast Electrons and the Theory of Cosmic Showers" (PDF). Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 159 (898): 432–458. Bibcode:1937RSPSA.159..432B. doi:10.1098/rspa.1937.0082. ISSN 1364-5021.
  42. ^ Braunschweig, W.; et al. (1988). "A study of Bhabha scattering at PETRA energies". Zeitschrift für Physik C. 37 (2): 171–177. doi:10.1007/BF01579904. S2CID 121904361.
  43. ^ Clark, G.; Earl, J.; Kraushaar, W.; Linsley, J.; Rossi, B.; Scherb, F.; Scott, D. (1961). "Cosmic-Ray Air Showers at Sea Level". Physical Review. 122 (2): 637–654. Bibcode:1961PhRv..122..637C. doi:10.1103/PhysRev.122.637.
  44. ^ "The Pierre Auger Observatory". Auger Project. Archived from the original on 3 September 2018.
  45. ^ Kraushaar, W. L.; et al. (1972). "(none)". The Astrophysical Journal. 177: 341. Bibcode:1972ApJ...177..341K. doi:10.1086/151713.
  46. ^ Baade, W.; Zwicky, F. (1934). "Cosmic rays from super-novae". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 20 (5): 259–263. Bibcode:1934PNAS...20..259B. doi:10.1073/pnas.20.5.259. JSTOR 86841. PMC 1076396. PMID 16587882.
  47. ^ Babcock, H. (1948). "Magnetic variable stars as sources of cosmic rays". Physical Review. 74 (4): 489. Bibcode:1948PhRv...74..489B. doi:10.1103/PhysRev.74.489.
  48. ^ Sekido, Y.; Masuda, T.; Yoshida, S.; Wada, M. (1951). "The Crab Nebula as an observed point source of cosmic rays". Physical Review. 83 (3): 658–659. Bibcode:1951PhRv...83..658S. doi:10.1103/PhysRev.83.658.2.
  49. ^ Gibb, Meredith (3 February 2010). "Cosmic rays". Imagine the Universe. NASA Goddard Space Flight Center. Retrieved 17 March 2013.
  50. ^ Hague, J.D. (July 2009). "Correlation of the Highest Energy Cosmic Rays with Nearby Extragalactic Objects in Pierre Auger Observatory Data" (PDF). Proceedings of the 31st ICRC, Łódź 2009. International Cosmic Ray Conference. Łódź, Poland. pp. 6–9. Archived from the original (PDF) on 28 May 2013. Retrieved 17 March 2013.
  51. ^ Hague, J.D. (July 2009). "Correlation of the highest energy cosmic rays with nearby extragalactic objects in Pierre Auger Observatory data" (PDF). Proceedings of the 31st ICRC, Łódź, Poland 2009 – International Cosmic Ray Conference: 36–39. Archived from the original (PDF) on 28 May 2013. Retrieved 17 March 2013.
  52. ^ Moskowitz, Clara (25 June 2009). "Source of cosmic rays pinned down". Space.com. Tech Media Network. Retrieved 20 March 2013.
  53. ^ Adriani, O.; Barbarino, G.C.; Bazilevskaya, G.A.; Bellotti, R.; Boezio, M.; Bogomolov, E.A.; et al. (2011). "PAMELA measurements of cosmic-ray proton and helium spectra". Science. 332 (6025): 69–72. arXiv:1103.4055. Bibcode:2011Sci...332...69A. doi:10.1126/science.1199172. hdl:2108/55474. PMID 21385721. S2CID 1234739.
  54. ^ Jha, Alok (14 February 2013). "Cosmic ray mystery solved". The Guardian. London, UK: Guardian News and Media Ltd. Retrieved 21 March 2013.
  55. ^ Pierre Auger Collaboration; Aab, A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Al Samarai, I.; Albuquerque, I. F. M.; Allekotte, I.; Almela, A.; Alvarez Castillo, J.; Alvarez-Muñiz, J.; Anastasi, G. A.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andringa, S.; Aramo, C.; Arqueros, F.; Arsene, N.; Asorey, H.; Assis, P.; Aublin, J.; Avila, G.; Badescu, A. M.; Balaceanu, A.; Barbato, F.; Barreira Luz, R. J.; Beatty, J. J.; Becker, K. H.; Bellido, J. A.; Berat, C.; et al. (The Pierre Auger Collaboration) (2017). "Observation of a large-scale anisotropy in the arrival directions of cosmic rays above 8×1018 eV". Science. 357 (6357): 1266–1270. arXiv:1709.07321. Bibcode:2017Sci...357.1266P. doi:10.1126/science.aan4338. PMID 28935800. S2CID 3679232.
  56. ^ Mewaldt, Richard A. (1996). "Cosmic Rays". California Institute of Technology.
  57. ^ Koch, L.; Engelmann, J. J.; Goret, P.; Juliusson, E.; Petrou, N.; Rio, Y.; Soutoul, A.; Byrnak, B.; Lund, N.; Peters, B. (October 1981). "The relative abundances of the elements scandium to manganese in relativistic cosmic rays and the possible radioactive decay of manganese 54". Astronomy and Astrophysics. 102 (11): L9. Bibcode:1981A&A...102L...9K.
  58. ^ Accardo, L.; et al. (AMS Collaboration) (18 September 2014). "High statistics measurement of the positron fraction in primary cosmic rays of 0.5–500 GeV with the alpha magnetic spectrometer on the International Space Station" (PDF). Physical Review Letters. 113 (12): 121101. Bibcode:2014PhRvL.113l1101A. doi:10.1103/PhysRevLett.113.121101. PMID 25279616.
  59. ^ Schirber, Michael (2014). "Synopsis: More dark matter hints from cosmic rays?". Physical Review Letters. 113 (12): 121102. arXiv:1701.07305. Bibcode:2014PhRvL.113l1102A. doi:10.1103/PhysRevLett.113.121102. hdl:1721.1/90426. PMID 25279617. S2CID 2585508.
  60. ^ "New results from the Alpha Magnetic$Spectrometer on the International Space Station" (PDF). AMS-02 at NASA. Retrieved 21 September 2014.
  61. ^ Aguilar, M.; Alberti, G.; Alpat, B.; Alvino, A.; Ambrosi, G.; Andeen, K.; et al. (2013). "First result from the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station: Precision measurement of the positron fraction in primary cosmic rays of 0.5–350 GeV" (PDF). Physical Review Letters. 110 (14): 141102. Bibcode:2013PhRvL.110n1102A. doi:10.1103/PhysRevLett.110.141102. PMID 25166975.
  62. ^ Moskalenko, I.V.; Strong, A.W.; Ormes, J.F.; Potgieter, M.S. (January 2002). "Secondary antiprotons and propagation of cosmic rays in the Galaxy and heliosphere". The Astrophysical Journal. 565 (1): 280–296. arXiv:astro-ph/0106567. Bibcode:2002ApJ...565..280M. doi:10.1086/324402. S2CID 5863020.
  63. ^ Aguilar, M.; Alcaraz, J.; Allaby, J.; Alpat, B.; Ambrosi, G.; Anderhub, H.; et al. (AMS Collaboration) (August 2002). "The Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) on the International Space Station: Part I – Results from the test flight on the space shuttle". Physics Reports. 366 (6): 331–405. Bibcode:2002PhR...366..331A. doi:10.1016/S0370-1573(02)00013-3. hdl:2078.1/72661.
  64. ^ "EGRET detection of gamma rays from the Moon". GSFC. NASA. 1 August 2005. Retrieved 11 February 2010.
  65. ^ Morison, Ian (2008). Introduction to Astronomy and Cosmology. John Wiley & Sons. p. 198. Bibcode:2008iac..book.....M. ISBN 978-0-470-03333-3.
  66. ^ "Extreme Space Weather Events". National Geophysical Data Center. Archived from the original on 22 May 2012. Retrieved 19 April 2012.
  67. ^ "How many?". Auger.org. Cosmic rays. Pierre Auger Observatory. Archived from the original on 12 October 2012. Retrieved 17 August 2012.
  68. ^ "The mystery of high-energy cosmic rays". Auger.org. Pierre Auger Observatory. Archived from the original on 8 March 2021. Retrieved 15 July 2015.
  69. ^ Lal, D.; Jull, A.J.T.; Pollard, D.; Vacher, L. (2005). "Evidence for large century time-scale changes in solar activity in the past 32 Kyr, based on in-situ cosmogenic 14C in ice at Summit, Greenland". Earth and Planetary Science Letters. 234 (3–4): 335–349. Bibcode:2005E&PSL.234..335L. doi:10.1016/j.epsl.2005.02.011.
  70. ^ Castellina, Antonella; Donato, Fiorenza (2012). "Astrophysics of Galactic charged cosmic rays". In Oswalt, T.D.; McLean, I.S.; Bond, H.E.; French, L.; Kalas, P.; Barstow, M.; Gilmore, G.F.; Keel, W. (eds.). Planets, Stars, and Stellar Systems (1 ed.). Springer. ISBN 978-90-481-8817-8.
  71. ^ R.L. Fleischer; P.B. Price; R.M. Walker (1975). Nuclear tracks in solids: Principles and applications. University of California Press.
  72. ^ "What are cosmic rays?" (PDF). Michigan State University National Superconducting Cyclotron Laboratory. Archived from the original (PDF) on 12 July 2012. Retrieved 23 February 2013.
  73. ^ "Cloud Chambers and Cosmic Rays: A Lesson Plan and Laboratory Activity for the High School Science Classroom" (PDF). Cornell University Laboratory for Elementary-Particle Physics. 2006. Retrieved 23 February 2013.
  74. ^ Chu, W.; Kim, Y.; Beam, W.; Kwak, N. (1970). "Evidence of a Quark in a High-Energy Cosmic-Ray Bubble-Chamber Picture". Physical Review Letters. 24 (16): 917–923. Bibcode:1970PhRvL..24..917C. doi:10.1103/PhysRevLett.24.917.
  75. ^ Timmer, John (13 October 2014). "Cosmic ray particle shower? There's an app for that". Ars Technica.
  76. ^ 콜라보레이션 웹사이트 2014년 10월 14일 Wayback Machine에서 아카이브
  77. ^ CRAYFIS 디텍터 어레이 용지. 2014년 10월 14일 Wayback Machine에 보관
  78. ^ "CREDO". credo.science.
  79. ^ "CREDO's first light: The global particle detector begins its collection of scientific data". EurekAlert!.
  80. ^ "The Detection of Cosmic Rays". Milagro Gamma-Ray Observatory. Los Alamos National Laboratory. 3 April 2002. Archived from the original on 5 March 2013. Retrieved 22 February 2013.
  81. ^ Letessier-Selvon, Antoine; Stanev, Todor (2011). "Ultrahigh energy cosmic rays". Reviews of Modern Physics. 83 (3): 907–942. arXiv:1103.0031. Bibcode:2011RvMP...83..907L. doi:10.1103/RevModPhys.83.907. S2CID 119237295.
  82. ^ Trumbore, Susan (2000). J.S. Noller; J.M. Sowers; W. R. Lettis (eds.). Quaternary Geochronology: Methods and Applications. Washington, D.C.: American Geophysical Union. pp. 41–59. ISBN 978-0-87590-950-9.
  83. ^ "Natürliche, durch kosmische Strahlung laufend erzeugte Radionuklide" (PDF) (in German). Archived from the original (PDF) on 3 February 2010. Retrieved 11 February 2010.
  84. ^ 2011년 6월 29일 검색된 UNSCEAR "이온화 방사선의 소스와 영향" 페이지 339
  85. ^ 2011년 6월 29일 일본 NIRS UNSCEAR 2008 보고서 8페이지 취득
  86. ^ Princeton.edu "Background radiation" 2011년 6월 9일 Wayback Machine에서 2011년 6월 29일 취득
  87. ^ 워싱턴 주 보건부 "배경 방사선" 보관 2012년 5월 2일 웨이백 머신에서 2011년 6월 29일 회수
  88. ^ 일본 문부과학성 환경방사선 2011년 3월 22일 Wayback Machine에서 2011년 6월 29일
  89. ^ IBM의 소프트 실험 실패(1978–1994년), 지상 우주선과 소프트 오류로 인한 컴퓨터 전자 제품(1978–1994년), IBM Journal of Research and Development, Vol. 40, No.1, 1996).2008년 4월 16일 취득.
  90. ^ Scientific American (21 July 2008). "Solar Storms: Fast Facts". Nature Publishing Group.
  91. ^ 인텔은 우주선의 위협에 대처할 예정입니다.BBC News Online, 2008년 4월 8일.2008년 4월 16일 취득.
  92. ^ 2008년 10월 7일 서호주 리어월 서쪽 154km 지점, VH-QPA, 에어버스 A330-303. (2011).호주 교통안전국입니다.
  93. ^ "Quantum computers may be destroyed by high-energy particles from space". New Scientist. Retrieved 7 September 2020.
  94. ^ "Cosmic rays may soon stymie quantum computing". phys.org. Retrieved 7 September 2020.
  95. ^ Vepsäläinen, Antti P.; Karamlou, Amir H.; Orrell, John L.; Dogra, Akshunna S.; Loer, Ben; Vasconcelos, Francisca; Kim, David K.; Melville, Alexander J.; Niedzielski, Bethany M.; Yoder, Jonilyn L.; Gustavsson, Simon; Formaggio, Joseph A.; VanDevender, Brent A.; Oliver, William D. (August 2020). "Impact of ionizing radiation on superconducting qubit coherence". Nature. 584 (7822): 551–556. arXiv:2001.09190. Bibcode:2020Natur.584..551V. doi:10.1038/s41586-020-2619-8. ISSN 1476-4687. PMID 32848227. S2CID 210920566. Retrieved 7 September 2020.
  96. ^ Globus, Al (10 July 2002). "Appendix E: Mass Shielding". Space Settlements: A Design Study. NASA. Archived from the original on 31 May 2010. Retrieved 24 February 2013.
  97. ^ Atkinson, Nancy (24 January 2005). "Magnetic shielding for spacecraft". The Space Review. Retrieved 24 February 2013.
  98. ^ a b Kerr, Richard (31 May 2013). "Radiation Will Make Astronauts' Trip to Mars Even Riskier". Science. 340 (6136): 1031. Bibcode:2013Sci...340.1031K. doi:10.1126/science.340.6136.1031. PMID 23723213.
  99. ^ a b Zeitlin, C.; Hassler, D.M.; Cucinotta, F.A.; Ehresmann, B.; Wimmer-Schweingruber, R.F.; Brinza, D.E.; Kang, S.; Weigle, G.; et al. (31 May 2013). "Measurements of Energetic Particle Radiation in Transit to Mars on the Mars Science Laboratory". Science. 340 (6136): 1080–1084. Bibcode:2013Sci...340.1080Z. doi:10.1126/science.1235989. PMID 23723233. S2CID 604569.
  100. ^ a b Chang, Kenneth (30 May 2013). "Data Point to Radiation Risk for Travelers to Mars". The New York Times. Retrieved 31 May 2013.
  101. ^ Phillips, Tony (25 October 2013). "The Effects of Space Weather on Aviation". Science News. NASA.
  102. ^ 유튜브 '취리히로 대서양 횡단 비행 중 우주선을 소리로 변환'
  103. ^ "NAIRAS Real-time radiation Dose". sol.spacenvironment.net.
  104. ^ Runway Breakdown and the Mysteries of Lightning, 오늘 물리학, 2005년 5월.
  105. ^ Ney, Edward P. (14 February 1959). "Cosmic Radiation and the Weather". Nature. 183 (4659): 451–452. Bibcode:1959Natur.183..451N. doi:10.1038/183451a0. S2CID 4157226.
  106. ^ Dickinson, Robert E. (December 1975). "Solar Variability and the Lower Atmosphere". Bulletin of the American Meteorological Society. 56 (12): 1240–1248. Bibcode:1975BAMS...56.1240D. doi:10.1175/1520-0477(1975)056<1240:SVATLA>2.0.CO;2.
  107. ^ ""Ancient Mass Extinctions Caused by Cosmic Radiation, Scientists Say" – National Geographic (2007)".
  108. ^ Melott, A.L.; Thomas, B.C. (2009). "Late Ordovician geographic patterns of extinction compared with simulations of astrophysical ionizing radiation damage". Paleobiology. 35 (3): 311–320. arXiv:0809.0899. doi:10.1666/0094-8373-35.3.311. S2CID 11942132.
  109. ^ "Did Supernova Explosion Contribute to Earth Mass Extinction?". Space.com. 11 July 2016.
  110. ^ Long, Marion (25 June 2007). "Sun's Shifts May Cause Global Warming". Discover. Retrieved 7 July 2013.
  111. ^ Henrik Svensmark (1998). "Influence of Cosmic Rays on Earth's Climate" (PDF). Physical Review Letters. 81 (22): 5027–5030. Bibcode:1998PhRvL..81.5027S. CiteSeerX 10.1.1.522.585. doi:10.1103/PhysRevLett.81.5027.
  112. ^ Plait, Phil (31 August 2011). "No, a new study does not show cosmic-rays are connected to global warming". Discover. Kalmbach Publishing. Retrieved 11 January 2018.
  113. ^ Benestad, Rasmus E. (9 March 2007). "'Cosmoclimatology' – tired old arguments in new clothes". Retrieved 13 November 2013.
  114. ^ Peter Laut, "태양 활동 및 지구 기후: 몇 가지 상관관계 분석", 대기 및 태양-지구 물리학 저널 65(2003) 801-812
  115. ^ Lockwood, Mike (16 May 2012). "Solar Influence on Global and Regional Climates". Surveys in Geophysics. 33 (3–4): 503–534. Bibcode:2012SGeo...33..503L. doi:10.1007/s10712-012-9181-3.
  116. ^ Sloan, T.; Wolfendale, A.W. (7 November 2013). "Cosmic rays, solar activity and the climate". Environmental Research Letters. 8 (4): 045022. Bibcode:2013ERL.....8d5022S. doi:10.1088/1748-9326/8/4/045022.
  117. ^ Melott, Adrian L.; F. Marinho; L. Paulucci (2019). "Muon Radiation Dose and Marine Megafaunal Extinction at the end-Pliocene Supernova". Astrobiology. 19 (6): 825–830. arXiv:1712.09367. doi:10.1089/ast.2018.1902. PMID 30481053. S2CID 33930965.
  118. ^ Benitez, Narciso; et al. (2002). "Evidence for Nearby Supernova Explosions". Phys. Rev. Lett. 88 (8): 081101. arXiv:astro-ph/0201018. Bibcode:2002PhRvL..88h1101B. doi:10.1103/PhysRevLett.88.081101. PMID 11863949. S2CID 41229823.
  119. ^ Fimiani, L.; Cook, D.L.; Faestermann, T.; Gómez-Guzmán, J.M.; Hain, K.; Herzog, G.; Knie, K.; Korschinek, G.; Ludwig, P.; Park, J.; Reedy, R.C.; Rugel, G. (2016). "Interstellar 60Fe on the Surface of the Moon". Phys. Rev. Lett. 116 (15): 151104. Bibcode:2016PhRvL.116o1104F. doi:10.1103/PhysRevLett.116.151104. PMID 27127953.

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