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Saturday, May 15, 2021

ब्रह्मांडीय-रे न्यूट्रॉन फटने का उपयोग गामा-रे विस्फोट को बिजली से समझने के लिए होता है

ब्रह्मांडीय-रे न्यूट्रॉन फटने का उपयोग गामा-रे विस्फोट को बिजली से समझने के लिए होता है

मेक्सिको में हाई एल्टीट्यूड वाटर चेरनकोव (HAWC) कॉस्मिक रे ऑब्जर्वेटरी में एक बिजली के मैपर ने अप्रत्याशित रूप से देखा कि गामा किरणें पहले से ज्ञात अधिक न्यूट्रॉन का उत्पादन करती हैं। क्रेडिट: जॉर्डन गुडमैन, HAWC सहयोग (NSF.gov)

एक बिजली के मैपर और एक छोटे से हाथ से आयोजित विकिरण डिटेक्टर से डेटा का विश्लेषण अप्रत्याशित रूप से प्रकाश में है जो बिजली से एक गामा-किरण फटने की तरह लग सकता है – बहुत बड़े ब्रह्मांडीय किरणों द्वारा मिट्टी से उत्पन्न न्यूट्रॉन का अवलोकन करके। यह काम मैक्सिको में हाई एल्टीट्यूड वाटर चेरनकोव (HAWC) कॉस्मिक रे ऑब्जर्वेटरी में हुआ।


लॉस एलामोस नेशनल लेबोरेटरी के वैज्ञानिक और अध्ययन में प्रकाशित लेखक ग्रेग बोवर्स ने कहा, “यह एक आकस्मिक खोज थी।” भूभौतिकीय अनुसंधान पत्र। “हमने स्थलीय गामा-किरण चमक का अध्ययन करने के लिए इस प्रणाली को स्थापित किया है – या बिजली से गामा-रे फटने – जो आमतौर पर बहुत उज्ज्वल हैं आप उन्हें अंतरिक्ष से देख सकते हैं। विचार यह था कि HAWC गामा-रे फटने के प्रति संवेदनशील होगा, इसलिए। हमने बिजली के विकास की शारीरिक रचना को पकड़ने और उन्हें बनाने वाली बिजली की प्रक्रियाओं को इंगित करने के लिए एक बिजली का खंभा लगाया। “

लॉस एलामोस से जुआन-मिन शाओ और ब्रेंडा डिंगस सहित टीम ने एक छोटे, हाथ में कण डिटेक्टर का उपयोग किया, यह उम्मीद करते हुए कि एक स्थलीय गामा-किरण फ्लैश छोटे कण डिटेक्टर में एक स्पष्ट गामा-किरण संकेत उत्पन्न करेगा।

“हमारा सिस्टम लगभग दो साल तक चला, और हमने बहुत बिजली देखी,” बोवर्स ने कहा। लेकिन उन तूफानों के दौरान, उन्होंने कुछ भी नहीं देखा जो स्थलीय गामा-किरण की तरह दिखता था। “हमने, हालांकि, स्पष्ट, निष्पक्ष मौसम के दिनों में बड़ी गिनती दर को देखा, जिसने हमारे सिर को खरोंच कर दिया।”

इन दिनों के दौरान इकट्ठा किए गए HAWC डेटा से पता चलता है कि, हर मामले में, HAWC को शामिल करने वाला बड़ा सरणी अत्यधिक बड़े कॉस्मिक-रे शॉवर्स से अभिभूत था – इतना बड़ा कि लॉस अलामोस के शोधकर्ता उनके आकार का अनुमान नहीं लगा सकते थे।

यूसी सांता क्रूज़ के सहयोगी डेविड स्मिथ ने पाया कि ये उचित-मौसम फटने पहले रूस में वैज्ञानिकों द्वारा देखे गए थे, जिन्होंने उन्हें “न्यूट्रॉन फटने” कहा, और यह निर्धारित किया कि वे कॉस्मिक किरण के प्रभाव बिंदु के आसपास मिट्टी में न्यूट्रॉन उत्पादन का परिणाम थे शव यात्रा।

पिछला काम जिसने इन घटनाओं का अनुकरण किया था, उसने केवल हैड्रोन को एक प्रकार का उप-परमाणु कण माना था- जो कि वर्षा के मूल में था। हैड्रोन और अन्य कणों के अलावा, कॉस्मिक-रे शावर कोर में बहुत अधिक गामा किरणें होती हैं।

इस काम के लिए, विलियम ब्लेन, लॉस एलामोस के भी, बड़े ब्रह्मांडीय किरणों की नकल करते हैं, और इसमें हैड्रोन और गामा किरणें शामिल हैं। “हम सिमुलेशन के साथ अपनी टिप्पणियों का मिलान करने में सक्षम थे,” बोवर्स ने कहा। “हमने पाया कि गामा किरणें उसी प्रकार के न्यूट्रॉन का उत्पादन करती हैं जो हैड्रोन के रूप में होता है।”

इस अध्ययन से पता चलता है कि कोई भी प्राकृतिक घटना जो गामा किरणों की एक किरण पैदा करती है, जो जमीन की ओर इशारा करती है (जैसे कि नीचे की ओर स्थलीय गामा-किरण चमकती है), एक समान “न्यूट्रॉन फट” हस्ताक्षर का उत्पादन कर सकती है। यह भविष्य के स्थलीय गामा-किरण फ्लैश अवलोकन मॉडलिंग प्रयासों के लिए महत्वपूर्ण है।

“यह हमें बताता है कि आप गामा किरणों को अपने डिटेक्टर से मार नहीं सकते हैं, आपको पास में हो रहे न्यूट्रॉन फट पर भी विचार करना होगा,” बोवर्स ने कहा।

HAWC वेधशाला में मेक्सिको के पुएब्ला में सिएरा नेग्रा ज्वालामुखी के किनारों पर पानी से भरे टैंकों की एक सरणी शामिल है, जहां पतला वातावरण गामा किरणों के अवलोकन के लिए बेहतर स्थिति प्रदान करता है। जब गामा किरणें वायुमंडल में अणुओं पर प्रहार करती हैं तो वे ऊर्जावान कणों की वर्षा करती हैं। जब उन कणों में से कुछ HAWC डिटेक्टर टैंक के अंदर पानी पर हमला करते हैं, तो वे चेरेंकोव विकिरण नामक प्रकाश की चमक पैदा करते हैं। इन चेरनकोव चमक का अध्ययन करके, शोधकर्ताओं ने श्रोताओं के स्रोतों को उन कणों के बारे में जानने के लिए फिर से बनाया जो उन्हें पैदा करते हैं।


अल्ट्रा-हाई-एनर्जी गामा किरणें पल्सर नेबुला से उत्पन्न होती हैं


अधिक जानकारी:
ग्रेगरी एस। बोवर्स एट अल, फेयर वेदर न्यूट्रॉन बर्स्ट्स फ्रॉम फोटोन्यूक्लियर रिएक्शन्स फ्रॉम द एक्सटेंसिव एयर शावर कोर इंटरेक्ट इन ग्राउंड एंड इम्प्लीकेशन्स फॉर टेरेस्ट्रियल गामा Flash रे फ्लैश सिग्नेचर, भूभौतिकीय अनुसंधान पत्र (२०२१) है। DOI: 10.1029 / 2020GL090033

लॉस अलामोस नेशनल लेबोरेटरी द्वारा प्रदान किया गया

उद्धरण: कॉस्मिक-रे न्यूट्रॉन के फटने का उपयोग गामा-रे के फटने को बिजली से समझने के लिए (2021, 28 अप्रैल) 29 अप्रैल 2021 को https://phys.org/news/2021-04-cosmic-ray-neutron.gamma-ray- से किया गया बिजली। html

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