Konstruksi telah dimulai pada observatorium sinar kosmik di gurun Utah yang seharusnya 10 kali lebih sensitif daripada instrumen sebelumnya. "Array Teleskop" terdiri dari 564 detektor berbentuk meja, yang akan mengukur hujan partikel subatom yang jatuh ke Bumi ketika sinar kosmik berinteraksi dengan atmosfer kita. Ini akan membantu para ilmuwan mengungkap sumber sinar kosmik energi ultra-tinggi.
Konstruksi dipercepat pada observatorium sinar kosmik senilai $ 17 juta di sebelah barat Delta, Utah, terima kasih kepada dua agen A.S.: Biro Pengelolaan Tanah mengeluarkan izin, dan National Science Foundation menyetujui hibah $ 2,4 juta.
Dikenal sebagai Array Teleskop, observatorium “akan 10 kali lebih sensitif daripada percobaan sebelumnya, dan kami berharap ini akan memungkinkan kami untuk akhirnya menyelesaikan misteri asal usul partikel energi ultra-tinggi ini [sinar kosmik] yang membombardir Bumi, ”Kata Pierre Sokolsky, profesor dan ketua fisika di Universitas Utah.
"Kami akan memiliki detektor sinar kosmik paling kuat di belahan bumi utara," kata Charlie Jui (diucapkan Ray), seorang profesor fisika Universitas Utah.
Sokolsky mengatakan bahwa observatorium baru harus mulai menjalankan tes pada akhir musim semi 2007, memulai operasi penuh pada akhir musim panas 2007 dan kemudian melakukan penelitian hingga 10 tahun.
Sejauh ini, Telescope Array telah didanai oleh $ 14,4 juta dari pemerintah Jepang. Hibah tiga tahun senilai $ 2,4 juta dari National Science Foundation akan membiarkan fisikawan Universitas Utah merelokasi peralatan ke fasilitas baru dari observatorium sinar kosmik Mata Terbang Resolusi Tinggi Mata Lalat mereka di Dugway Proving Ground Angkatan Darat A.S.
Struktur dan jalan hanya akan menempati 50 hektar dari lokasi percobaan 400 mil persegi.
Di tiga lokasi di sekolah Utah trust land, bangunan akan menjadi tempat “pendeteksi fluoresensi,” yang merupakan set cermin dan alat perekam yang mengintip ke langit malam untuk kilatan ultraviolet redup yang terjadi ketika sinar kosmik yang masuk menabrak atom nitrogen, gas yang paling berlimpah di atmosfer Bumi. Masing-masing dari tiga situs akan sekitar 25 mil dari yang lain. Bangunan "fasilitas laser pusat", yang terletak di antara tiga lokasi pendeteksi fluoresensi, akan mengirim sinar laser ke angkasa ketika cermin dan perekam perlu dikalibrasi.
Komponen utama lain dari observatorium adalah "ground array" dari 564 detektor kilau berbentuk meja, masing-masing setinggi sekitar 3 kaki dan lebar 6 kali 10 kaki. Perangkat itu akan mengukur "air shower," yang merupakan kaskade partikel subatomik yang jatuh ke Bumi ketika sinar kosmik membanting menjadi nitrogen di atmosfer.
Detektor kilau akan tersebar di grid di area 18 mil-oleh-22 mil barat Delta. Biro Manajemen Tanah "izin jalan / izin penggunaan sementara" akan memungkinkan para ilmuwan untuk membangun fasilitas laser pusat dan memasang 460 detektor kilau di tanah BLM, yang mencakup 80 persen dari lokasi pengamatan. Izin untuk memasang 104 detektor kilau lainnya sudah diperoleh dari Negara Bagian Utah dan pemilik tanah pribadi. Mereka memiliki sisa 20 persen dari lokasi yang luas.
Ilmuwan Bekerja Sama Alih-alih 'Duking it Out'
Observatorium sinar kosmik baru akan berusaha menjawab salah satu misteri paling membingungkan dalam fisika: Apa sumber sinar kosmik berenergi sangat tinggi, yang merupakan partikel subatom yang datang menjerit ke atmosfer Bumi dengan energi luar biasa?
Sinar kosmik adalah inti atom - atom yang dilucuti elektronnya - dari unsur-unsur kimia, terutama hidrogen dan helium. Atmosfer mencegah mereka dari menabrak Bumi, dan bahkan jika mereka bisa, mereka akan menembus seseorang tanpa diketahui. Tetapi jika satu sinar kosmik berenergi sangat tinggi bisa mengenai kepalamu, itu akan terasa seperti bola baseball yang cepat.
Beberapa sinar kosmik berasal dari bintang yang meledak sebagai supernova. Tetapi sinar kosmik berenergi sangat tinggi lebih kuat, dan tampaknya datang dari jangkauan yang jauh dari alam semesta. Sokolsky menduga mereka berasal dari "inti galaksi aktif," yang merupakan lubang hitam supermasif yang terbentuk ketika sekitar 1 miliar bintang yang runtuh mengumpulkan di pusat-pusat galaksi. Sumber lain yang mungkin termasuk gelombang kejut dari galaksi yang bertabrakan, galaksi yang memancarkan gelombang radio yang bising, sumber eksotis seperti teori string kosmik dan peluruhan partikel besar yang tersisa dari "big bang" yang menurut ilmuwan menciptakan alam semesta sekitar 13 miliar tahun yang lalu.
Array Teleskop akan menggabungkan dua teknologi yang telah menghitung jumlah sangat berbeda dari sinar kosmik energi ultra-tinggi yang mencapai Bumi. Observatorium sinar kosmik AGASA Jepang mendeteksi 10 kali lebih banyak daripada Eye Resolusi Tinggi. Sokolsky mengatakan jumlah besar yang diukur oleh AGASA menyiratkan bahwa sumbernya relatif dekat di alam semesta, tetapi tidak ada objek astronomi yang diketahui yang bisa menjadi sumbernya.
Jadi Telescope Array akan mencakup detektor fluoresensi seperti yang digunakan pada Mata Terbang Resolusi Tinggi dan detektor kilau seperti yang digunakan di AGASA.
"Eksperimen ini unik dalam arti bahwa itu adalah penyatuan dua kelompok sains yang awalnya bersaing: kelompok Jepang dan kelompok Amerika yang menjalankan dua percobaan terpisah selama satu dekade dan muncul dengan hasil yang saling tidak kompatibel," kata Sokolsky. "Tentu saja tidak biasa dalam sejarah upaya ilmiah seperti ini bahwa, alih-alih berusaha selamanya, mereka memutuskan untuk bergabung dan membangun percobaan bersama untuk menyelesaikan perbedaan."
Eye Terbang Resolusi Tinggi dan AGASA telah mencapai akhir masa manfaatnya - diperlukan instrumen yang lebih kuat - dan operasi Mata Terbang Resolusi Tinggi menjadi sulit setelah serangan teroris 11 September 2001 di New York dan Washington. Dugway melakukan penelitian tentang pertahanan terhadap senjata kimia dan biologi, dan pembatasan yang lebih ketat membuat mahasiswa asing lulusan universitas tidak mengunjungi situs tersebut.
BLM: Survei Margasatwa, Gunakan Copter untuk Menginstal Beberapa Peralatan
Dalam mengeluarkan izin, BLM mengharuskan Universitas Utah untuk melakukan survei dan melindungi sumber daya budaya, tanaman langka dan terancam punah, dan satwa liar seperti rubah kit, burung hantu dan burung pemangsa burrowing, kata Sokolsky.
Pembangun observatorium akan menggunakan helikopter - bukan kendaraan semua medan - untuk memasang detektor kilau, dan "kami telah sepakat untuk merawatnya baik dengan berjalan kaki atau menunggang kuda" di tempat-tempat tanpa akses jalan, kata Sokolsky. Helikopter akan digunakan jika masalah utama berkembang dengan detektor, tetapi itu diharapkan tidak biasa. Para ilmuwan juga diharuskan untuk mengambil foto digital ketika mereka mengunjungi situs detektor dan memantau setiap perubahan dari waktu ke waktu.
Berikut status berbagai komponen Array Teleskop:
* Pembangunan observatorium dimulai pada Agustus 2004 di yang pertama dari tiga lokasi pendeteksi fluoresensi, yang terletak di atas Black Rock Mesa sekitar 13 mil selatan-barat daya Delta. Bangunannya selesai, dan banyak cermin telah dipasang. Pendeteksi fluoresensi Black Rock akan selesai pada akhir musim panas ini.
* Konstruksi detektor fluoresensi kedua dimulai pada Desember 2005 di Long Ridge, 30 mil barat daya Delta. Bangunan akan selesai pada akhir musim panas, dan cermin akan dipasang sebelum musim dingin.
* Berbeda dengan detektor Black Rock Mesa dan Long Ridge, yang sedang dibangun dengan dana Jepang, detektor fluoresensi ketiga akan dibangun oleh Universitas Utah menggunakan hibah National Science Foundation. Dinamai Drum Tengah, ia terletak 40 km di barat laut Delta. Persiapan situs harus dimulai pada bulan Agustus, dengan satu atau lebih bangunan untuk menyimpan cermin selesai pada bulan Desember, kata Sokolsky. Cermin dan peralatan lainnya harus dilepas dari Eye Terbang Resolusi Tinggi di Dugway, dibersihkan dan dimodifikasi di gudang Salt Lake City, dan kemudian diangkut dengan truk ke lokasi Middle Drum pada musim panas mendatang.
* Fasilitas laser pusat - terletak berjarak sama dari tiga pendeteksi fluoresensi - akan dibangun mulai Agustus dan harus selesai dalam waktu satu bulan atau lebih.
* Pemasangan detektor kilau pada lahan BLM diperkirakan akan dimulai pada akhir Juli atau awal Agustus setelah agensi mendapatkan hasil survei satwa liar yang diperlukan, kata Sokolsky. 200 detektor kilau pertama telah dibangun, dan disimpan di sebuah lapangan di Delta, tampak "seperti ladang raksasa penuh tempat tidur rumah sakit," tambahnya. Mereka akan diangkut dengan truk ke area pementasan, dan kemudian diangkat ke posisinya dengan helikopter. Sokolsky mengatakan 364 detektor kilau yang tersisa akan dipasang pada bulan Desember.
* Universitas telah membuka Millard County Cosmic Ray Center di Delta, menggunakan $ 150.000 dana negara dan swasta untuk membeli dan melengkapi bangunan. Konter kilau sedang dikumpulkan di sana dan disimpan di lahan sewaan yang berdekatan, tetapi pusat tersebut akan menampung pameran untuk mendidik masyarakat tentang penelitian sinar kosmik.
