Fotony s nejvíce extrémní energií v historii přilétly z Krabí mlhoviny  
Vysokohorská soustava detektorů vysokoenergetických fotonů a kosmického záření Tibet AS-gamma Experiment výrazně překonala dosavadní rekord v energii detekovaných fotonů. Ulovila fotony gama záření o energii 450 TeV a vystopovala je do srdce pozůstatku supernovy, svůdné Krabí mlhoviny.
Tibet AS-gamma Experiment. Kredit: Institute od High Energy Physics / Chinese Academy of Sciences.
Tibet AS-gamma Experiment. Kredit: Institute od High Energy Physics / Chinese Academy of Sciences.

V tibetském Yangbajainu, téměř 90 kilometrů severozápadně od Lhasy, se ve výšce 4 300 metrů nad mořem nachází pozoruhodná observatoř Yangbajing International Cosmic Ray Observatory. Její součástí je i soustava detektorů Tibet AS-gamma Experiment, jejímž cílem je detekovat vysokoenergetické kosmické záření. Soustavu tvoří téměř 600 scintilačních detektorů, které jsou rozmístěné na ploše 66 tisíc čtverečních metrů.

 

Detektor soustavy Tibet AS-gamma Experiment. Kredit: Xinhua/Purbu Zhaxi.
Detektor soustavy Tibet AS-gamma Experiment. Kredit: Xinhua/Purbu Zhaxi.

Právě s tímto experimentem nedávno početný tým čínských a japonských astrofyziků detekoval fotony o naprosto rekordních energiích. Bylo to gama záření o energii 450 TeV. Když tyto extrémní fotony zasáhly atmosféru Země, tak spustily spršky záření elektronů a dalších subatomárních částic, které pak zachytily detektoru soustavy Tibet AS-gamma Experiment.


Z načasování detekcí těchto spršek byli astrofyzici schopní rekonstruovat energii, a také trajektorii letu původních vysokoenergetických fotonů. Přilétly ze srdce Krabí mlhoviny, která je pozůstatkem exploze supernovy SN 1054. Její výbuch na Zemi postřehli v roce 1054 tehdejší čínští a arabští astronomové.

 

Krabí mlhovina. Přízrak nedávné supernovy. Kredit: NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University).
Krabí mlhovina. Přízrak nedávné supernovy. Kredit: NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University).

Při detekci vysokoenergetických fotonů je problém rozlišit tyto fotony od vysokoenergetických částic kosmického záření, které bývají elektricky nabité. Naštěstí pro vědce obsahují spršky záření po zásahu atmosféry nabitou částicí kosmického záření vyšší podíl mionů, nežli spršky pocházejí ze zásahu vysokoenergetickým fotonem. Aby pro soustavu Tibet AS-gamma Experiment vylepšili detekci takových mionů, tak na 64 místech kolem tohoto pozoruhodného experimentu ještě umístili vodní nádrže s příslušným detektorem, které zakopali několik metrů pod zem. Určení místa původu fotonů je oproti nabitým částicím kosmického záření naopak snazší, protože jejich let neovlivňují vesmírná magnetická pole.

 

Krajina v okolí soustavy Tibet AS-gamma Experiment. Kredit: Mckaysavage / Wikimedia Commons.
Krajina v okolí soustavy Tibet AS-gamma Experiment. Kredit: Mckaysavage / Wikimedia Commons.

Odměnou za jejich úsilí byla astrofyzikům právě detekce fotonů o rekordní energii. Dosavadní rekord přitom překonali šestkrát, tedy velice výrazně. Jeho držitelem byl experiment High Energy Gamma Ray Astronomy, který pracuje na ostrově La Palma, na Kanárských ostrovech. Tam detekovali fotony gama záření o energii 75 TeV. Pro velmi hrubé srovnání, rekordní energie srážky na urychlovači částic, který drží Velký hadronový urychlovač LHC v CERNu, činí 13 TeV.

 

Astrofyzikální modely předpovídaly, že tak extrémně energetické fotony létají vesmírem. Jejich detekce tedy nebyla až takovým překvapením. Jak ale říká astrofyzik Felix Aharonian z irského institutu Dublin Institute for Advanced Studies, přesto je taková detekce cenným potvrzením teoretických předpokladů. Také se ukázalo, že právě Krabí mlhovina je nejvýkonnějším známým přírodním urychlovačem elektronů v Mléčné dráze, který dovede vyrobit gama záření o extrémních energiích.


Novým rekordem to samozřejmě nekončí. Tibet AS-gamma Experiment je teď v čele lovu na „PeVatrony“, čili astrofyzikální zdroje, které mohou urychlovat částice tak extrémně, že vyrábí fotony a částice kosmického záření o energiích až 1 PeV, což je tisíc TeV. Astrofyzici si věří, že jich postupně najdou celou řadu. Takže šťastný lov!

Video: Highest energy gamma rays discovered by Tibet ASgamma Experiment


Literatura
Science, News 8. 7. 2019, Physical Review Letters accepted 13. 6. 2019.

 

 


 

PROSBA

 

Byli jsme požádáni o pomoc při hledání vzácného papouška ary horského, který zmizel ze zahradní voliéry v Pardubicích - Nemošicích. Rádi vyhovujeme.

Jde o vzácný druh, na který se vztahuje povinná registrace podle mezinárodní úmluvy CITES. Papoušek byl někým záměrně vypuštěn a jelikož nejde o domácího mazlíčka, lidí se bude spíše bát. Chtěli bychom požádat veřejnost, zejména pak obyvatele obcí mezi Pardubicemi a Chrudimí, o pomoc.

Jedná se o vzácného papouška z Peru Ara horský (Primolius couloni). Patří mezi ohrožené druhy a vztahuje se na něj mezinárodní úmluva CITES.

 

Majitel papouška postrádá od minulého týdne. Chovaný byl v pardubické městské části Nemošice. Unikátního opeřence původem z Peru, kdosi vypustil ze zahradní voliéry. Naposledy byl spatřen ve středu 3. července 2019 v Nemošicích na rozhraní ulic 5. května a Sadová a poté podle svědků ulétl směrem na Ostřešany.

Ara horský je nenápadný zeleně zbarvený papoušek s šedomodrou hlavou, karmínově červeným ocasem a jasně žlutým okem. Má pronikavý hlas, ale pokud se neozve, dokonale splývá se zelení. Pravděpodobně bude vyhledávat společnost dalších papoušků, takže by se mohl časem objevit u voliér nebo klecí s exoty v obcích mezi Pardubicemi a Chrudimí. V České republice je jen okolo stovky těchto papoušků a všichni jsou evidovaní v centrálním Registru CITES. Jsou označeni speciálním kroužkem, k němuž se váží doklady původu a registrační list. Bez nich je papoušek bezcenný.

Video s ulétlým papouškem (je vpravo, poté zmizí ze záběru):

https://www.youtube.com/watch?v=TQhw_RWrLgQ

Po samci zbyla samotná samička (takto loni hnízdili):

https://www.youtube.com/watch?v=Qz0g-pLgDsA

Stačí nahlásit jeho výskyt ať už na adresu redakce, nebo panu Janu Potůčkovi na mobil 606 222 928, e-mail jan.potucek@ararauna.cz.

Datum: 09.07.2019
Tisk článku

Nový přehled biologie - Rosypal Stanislav
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 980 Kč
cena: 980 Kč
Nový přehled biologie
Rosypal Stanislav


Diskuze:

Horný limit

Libor Kiss,2019-07-09 14:45:06

Existuje teoreticky horná hranica energie, na ktorú môže byť fotón vybudený?

Odpovědět


Re: Horný limit

Kuba Beneš,2019-07-09 19:53:08

teoreticky je to foton o energii celého vesmíru. respektivě o kousíček menší, aby zbylo trochu prostoru a foton se mohl pohybovat :) ale to je samozřejmě nadsázka.

Odpovědět


Re: Re: Horný limit

Jiri Naxera,2019-07-10 01:27:17

Tak ona je energie samotného fotonu relativní (od spec. relativity), dokud se neřekne v jaké vztažné soustavě to měříme, tak může být jakákoli nenulová.
Z toho plyne ale jiná nepříjemnost, pokud se takový foton potká s jinou částicí v dost malém prostoru (např. Planckova energie v Planckově objemu), vznikne černá díra, což taky posunuje limit daleko níž.

Odpovědět


Re: Re: Re: Horný limit

Milan Krnic,2019-07-10 20:56:18

Dobře jste to napsal s tím vymezením, jen ho sám dodržet. Tedy černá díra vznikne v rámci představ. A foton jako částice je to samé, tedy představa.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Horný limit

Jiri Naxera,2019-07-11 15:14:36

Tak dovedeno do extrému, Vy jste taky jen představa a Osel (a diskuse na něm) taky a možná ani jinak neexistujete. Ale pryč od plané filosofie k fyzice.

Když už tam tu částici máte, tak je situace trochu jiná, nicméně, OTR není závislá na vztažné soustavě. Já kdybych to počítal tak si asi vyberu těžiště, protože se to bude počítat nejsnadněji, ale nic Vám nebrání to spočítat v libovolné jiné soustavě, jen v ní budou ty vlnová klubka (fotonu i částice) jinak splácnuté, ale to jestli tam vznikne nebo nevznikne horizont musí vycházet stejně.

(jo, uvědomuju si že u toho jednoho energetického fotonu budou nějaké ale, na druhou stranu pokud je lokalizovaný v malém objemu, tak se musíme bavit o vlnovém klubku s poměrně velkou (nadplanckovskou) neurčitostí v hybnosti a nejspíš se tam "nějak" díky tomu dosáhne nezávislost na pozorovateli taky, jen naprosto netuším jak)

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Horný limit

Milan Krnic,2019-07-11 17:49:59

Zajímavé, jak si předcházíte. Do extrému zavádíte Vy. "nejspíš se tam "nějak"" je vskutku vědecké. "OTR není závislá na vztažné soustavě" dokažte (Nobelova cena Vás nemine).

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Horný limit

Jiri Naxera,2019-07-11 23:01:48

Pouze přiznávám, že jsem asi přišel na to že ten argument co jsem psal nahoře může být hloupost včetně důvodu proč, včetně toho, že v rámci diskuze může být reálný výpočet nad moje možnosti nejen časové, ale možná i matematické.

ad nobelovka - bohužel jsem na to nepřišel já, s principem obecné kovariance přišel nemýlím-li se Albert Einstein, a za citace génia se žádná ocenění neudělují. https://cs.wikipedia.org/wiki/Obecn%C3%A1_teorie_relativity#Definice_a_z%C3%A1kladn%C3%AD_vlastnosti

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Horný limit

Milan Krnic,2019-07-12 17:27:42

Tak pokud nevidíte rozdíl mezi důkazem a teorií ...

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Horný limit

Jiri Naxera,2019-07-12 22:32:45

Pardon, nechápu kam míříte. Máte teorii (OTR) která má v matematickém základu nezávislost na pozorovateli, která velmi přesně popisuje gravitaci všude kde známe rozložení hmoty (touhle formulací se vyhýbám diskusi o temné hmotě). Jako fyzikální teorii ji pochopitelně nelze dokázat, jen případně vyvrátit.
Nebo chcete matematicky dokázat, že za nějkých rozumných předpokladů (něco na téma existuje globální cauchyho hyperplochy, platnost hypotézy kosmické cenzury) pro každé dva pozorovatele kteří se setkají v jednom časoprostorovém bodě, je za předpokladu kovariance výsledek libovolného procesu shodný? To by se předpokládím dalo najít v nějaké učebnici tensorového počtu nebo možná algebraické geometrie, nevím.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Horný limit

Milan Krnic,2019-07-12 23:06:56

Pokud platí věta "OTR není závislá na vztažné soustavě" je třeba jí dokázat, nikoli "teoretizovat" (neověřitelně, tedy představovat si něco), viz různé velikostní škály - OTR je solidně ověřená v rámci (dá se říci na škále) Sluneční soustavy, nikoli např. galaktické škále (ta je mimo naše možnosti uchopení, budoucnost nevěštím), a na druhou stranu ji nepoužíváme ani na extrémně malé škály. A takto je třeba ji zcela racionálně interpretovat.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Horný limit

Pavel Brož,2019-07-13 13:18:04

Pane Krniči, mohl byste prosím přestat trollit na zdejších oslích diskuzích? Opakovaně se ztrapňujete tím, že se rádoby zasvěceně vyjadřujete ke všemu, o čem nevíte vůbec, ale vůbec nic. Co takhle se někdy vyjádřit k něčemu, o čem aspoň trochu něco víte, tedy pokud to zrovna ve Vašem případě není nepřekonatelný problém?

Pan Naxera na rozdíl od Vás ví velmi dobře, co píše, protože má odpovídající fyzikální background, opět na rozdíl od Vás, který jste se na osla vloudil tím, že jste začal autorům nabízet opravu gramatiky v jejich článcích (nabídl jste i mě, ale já to odmítl), a jenom díky tomu jste dodnes tolerován panem Pazderou, se kterým Vaše trollení zde na oslu už několik let opakovaně probíráme.

Čistě jenom pro ostatní čtenáře, protože nemám pochyb o tom, zda pan Krnič je či není schopen pochopit následující. Žádnou fyzikální teorii (a obecně žádnou teorii z oblasti přírodních věd) nikdy není možné dokázat žádným srovnáním s experimentálními fakty. Takovýto důkaz, kterého se pan Krnič evidentně dožaduje (viz jeho věta týkající se "teoretizování") není možné provést pro vůbec žádnou teorii. Vztah jakékoliv fyzikální teorie vůči experimentu může být vždy maximálně "souhlasí v rámci všech zatím provedených měření a v mezích měřicích chyb" anebo "předpověď teorie vybočuje z měřicích chyb v tom a tom provedeném experimentu". Nic víc.

Pokud se u fyzikálních teorií bavíme o důkazech, vždy je to jen a pouze o dílčím důkazu nějaké matematické vlastnosti té které teorie, např. v daném případě té vlastnosti, zda je tvar zákonů obecné teorie relativity nezávislý na zvolené souřadné soustavě. Důkaz ve fyzikální teorii tedy nikdy nemá nic společného s tím, nakolik teorie odpovídá reálným fyzikálním dějům, ale vypovídá něco o matematické stavbě teorie a o její vnitřní logické bezespornosti. Můžeme mít teorii, která si už sama ve svém jádru protiřečí, tzn. že selhává už na matematické úrovni, protože jedním postupem z ní odvodíte jednu předpověď nějakého konkrétního jevu, a jiným postupem pro tentýž jev odvodíte úplně odlišnou předpověď. Takovéto situace se nazývají fyzikálními paradoxy, a bývají pro každou teorii dost velkým strašákem, protože pokud se tyto paradoxy dodatečně neobjasní jako vzniklé pouhým chybným odvozením (např. že se v příslušném odvození použil chybný předpoklad), tak nad danou teorií visí jako Damoklův meč připravený ji při nejbližší příležitosti setnout. S teoriemi, které nejsou ani vnitřně integritní, nemá smysl si moc lámat hlavu, oprávněně končí v propadlišti vědeckých dějin.

Potom můžeme mít teorii, která je po matematické stránce naprosto v pořádku, tzn. že je vnitřně logicky integritní, ale přesto to není dobrá teorie, protože její předpovědi prokazatelně nesouhlasí s reálným světem. Takovýchto teorií zmizelo v propadlišti vědeckých dějin už taky hodně, ale tyto mají na rozdíl od těch předchozích tu důležitou roli, že ukazují, jaký náš svět NENÍ. To se může na první pohled zdát málo, ale ve skutečnosti právě toto je tím největším hybatelem fyzikálního poznání, protože žádná teorie nikdy nemůže říct, jaký náš svět JE, každá teorie může pouze předložit model světa pro určitou oblast jevů, a úspěšnost teorie tkví pouze v tom, nakolik dobře tento model po nějakou omezenou dobu odolává pokusům experimentátorů o jeho vyvrácení.

Pokud se bavíme o obecné teorii relativity a důkazu její nezávislosti na vztažné soustavě, bavíme se o její integritě, tedy o matematickém důkazu, přesně jak napsal pan Naxera ve svém posledním příspěvku. Matematický důkaz nezávislosti na vztažné soustavě je elementární matematický důkaz pro kohokoliv, kdo ovládá aparát diferenciální geometrie včetně tenzorového počtu. To, že je tvar fyzikálních zákonů v obecné teorii relativity nezávislý na vztažné soustavě, bylo známo už Albertu Einsteinovi, protože on přesně takto svou teorii stavěl. Proto za tento důkaz nikdo nikdy žádnou Nobelovu cenu nedostane, tedy přesně naopak než jak tady blábolí pan Krnič.

Pane Naxero, máte na víc, než tady diskutovat s místním diskuzním trollem. Z Vašich příspěvků už delší dobu vím, že nejenom že se v příslušných oblastech fyziky výborně orientujete, ale navíc máte i schopnost je srozumitelně vysvětlovat. Nechtěl byste pouvažovat o občasné popularizaci formou článku zde na oslu? Pokud byste souhlasil, pan Pazdera i já, a věřím že i mnozí další čtenáři osla, bychom to velice uvítali.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Horný limit

Milan Krnic,2019-07-14 00:15:06

Pane Broži, klasicky děkuji na věcnou diskuzi. Výjimečně pokud by někdo nepochopil ironii, vysvětlím, že polemika (osočování druhých) není součástí diskuze. Definici trolla, alespoň podle wiki, tím naplňujete obstojně, https://cs.wikipedia.org/wiki/Troll_(internet).
"nemám pochyb o tom" ... "Žádnou fyzikální teorii nikdy není možné dokázat ..." O tom je diskuze, někde argumentuji něco jiného? Viz moje výše "solidně ověřená v rámci ...".
V panem Naxerou jsem diskutoval realitu - protože ona teorie (překvapivě) slouží k popisu reality.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace