La costruzione è iniziata su un osservatorio di raggi cosmici nel deserto dello Utah che dovrebbe essere 10 volte più sensibile degli strumenti precedenti. Il "Telescope Array" è composto da 564 rivelatori a forma di tavolo, che misureranno le docce di particelle subatomiche che cadono sulla Terra quando i raggi cosmici interagiscono con la nostra atmosfera. Aiuterà gli scienziati a scoprire la fonte dei raggi cosmici ad alta energia.
La costruzione sta accelerando su un osservatorio di raggi cosmici da 17 milioni di dollari a ovest di Delta, nello Utah, grazie a due agenzie statunitensi: il Bureau of Land Management ha rilasciato un permesso e la National Science Foundation ha approvato una sovvenzione di 2,4 milioni di dollari.
Conosciuto come Telescope Array, l'osservatorio "sarà 10 volte più sensibile degli esperimenti precedenti e speriamo che ci permetterà di risolvere finalmente il mistero dell'origine di queste particelle ad alta energia [raggi cosmici] che stanno bombardando la Terra, "Afferma Pierre Sokolsky, professore e cattedra di fisica all'Università dello Utah.
"Avremo il più potente rivelatore di raggi cosmici nell'emisfero settentrionale", afferma Charlie Jui (pronunciato Ray), professore di fisica all'Università dello Utah.
Sokolsky afferma che il nuovo osservatorio dovrebbe iniziare i test alla fine della primavera del 2007, iniziare pienamente le operazioni entro la fine dell'estate 2007 e quindi condurre ricerche per un massimo di 10 anni.
Finora, il Telescope Array è stato finanziato da $ 14,4 milioni dal governo giapponese. La sovvenzione triennale da 2,4 milioni di dollari della National Science Foundation consentirà ai fisici dell'Università dello Utah di trasferire le attrezzature nella nuova struttura dal loro vecchio osservatorio del raggio cosmico Eye ad alta risoluzione della mosca sul terreno di prova del riparo dell'esercito degli Stati Uniti.
Le strutture e le strade occuperanno solo 50 acri del sito di esperimento di 400 miglia quadrate.
In tre luoghi sulla terra della fiducia della scuola nello Utah, gli edifici ospiteranno "rilevatori di fluorescenza", che sono gruppi di specchi e strumenti di registrazione che scrutano nel cielo notturno per deboli lampi ultravioletti che si verificano quando i raggi cosmici in arrivo colpiscono atomi di azoto, il gas più abbondante nell'atmosfera terrestre. Ognuno dei tre siti sarà a circa 25 miglia dagli altri. Un edificio “impianto laser centrale”, situato tra i tre siti del rivelatore a fluorescenza, invierà i raggi laser verso il cielo quando è necessario calibrare gli specchi e i registratori.
L'altro componente principale dell'osservatorio è un "array di terra" di 564 rivelatori a scintillazione a forma di tavolo, ciascuno alto circa 3 piedi e largo 6 per 10 piedi. I dispositivi misureranno le "docce ad aria", che sono cascate di particelle subatomiche che cadono sulla Terra quando i raggi cosmici colpiscono l'azoto nell'atmosfera.
I rivelatori a scintillazione saranno distribuiti in una griglia su un'area di 18 miglia per 22 miglia a ovest del Delta. Il "permesso di passaggio / permesso di uso temporaneo" dell'Ufficio di gestione del territorio consentirà agli scienziati di costruire la struttura laser centrale e installare 460 dei rivelatori a scintillazione sul terreno BLM, che copre l'80% del sito dell'osservatorio. Il permesso di installare gli altri 104 rivelatori a scintillazione era già stato ottenuto dallo Stato dello Utah e dai proprietari terrieri privati. Possiedono il restante 20 percento del sito tentacolare.
Gli scienziati cooperano invece di "Duking it Out"
Il nuovo osservatorio del raggio cosmico cercherà di rispondere a uno dei misteri più imbarazzanti della fisica: qual è la fonte dei raggi cosmici ad alta energia, che sono particelle subatomiche che entrano nell'urlo della Terra con un'energia incredibile?
I raggi cosmici sono nuclei atomici - atomi privati dei loro elettroni - di elementi chimici, principalmente idrogeno ed elio. L'atmosfera impedisce loro di colpire la Terra e, anche se potessero, sfrecciano attraverso una persona inosservata. Ma se un singolo raggio cosmico ad altissima energia potesse colpire la tua testa, sembrerebbe una palla da baseball veloce.
Alcuni raggi cosmici provengono da stelle che esplodono come supernova. Ma i raggi cosmici ad altissima energia sono più potenti e apparentemente provengono da lontani tratti dell'universo. Sokolsky sospetta che provengano da "nuclei galattici attivi", che sono buchi neri supermassicci formati quando circa 1 miliardo di stelle crollate si accumulano nei centri delle galassie. Altre possibili fonti includono onde d'urto da collisioni di galassie, rumorose galassie che emettono onde radio, fonti esotiche come stringhe cosmiche teorizzate e il decadimento di particelle massicce rimaste dal "big bang" che secondo gli scienziati hanno creato l'universo circa 13 miliardi di anni fa.
La matrice del telescopio unirà due tecnologie che hanno contato numeri sorprendentemente diversi di raggi cosmici ad alta energia che raggiungono la Terra. L'osservatorio giapponese del raggio cosmico AGASA ne ha rilevato 10 volte di più rispetto all'occhio ad alta risoluzione della mosca. Sokolsky afferma che il grande numero misurato da AGASA implica che la fonte è relativamente vicina nell'universo, ma non ci sono oggetti astronomici conosciuti che potrebbero essere la fonte.
Pertanto, il Telescope Array includerà rilevatori di fluorescenza come quelli utilizzati nell'occhio ad alta risoluzione della mosca e rilevatori di scintillazione come quelli utilizzati in AGASA.
"Questo esperimento è unico nel senso che è l'unione di due gruppi scientifici inizialmente in competizione: un gruppo giapponese e un gruppo americano che hanno condotto due esperimenti separati per un decennio e hanno prodotto risultati reciprocamente incompatibili", afferma Sokolsky. "È certamente insolito nella storia delle attività scientifiche come questa che, invece di discuterne per sempre, hanno deciso di unire le forze e costruire un esperimento insieme per risolvere le differenze".
Il Fly's Eye ad alta risoluzione e AGASA hanno raggiunto la fine della loro vita utile - sono necessari strumenti più potenti - e il funzionamento del Fly's Eye ad alta risoluzione è diventato difficile sulla scia dell'11 settembre 2001, attacchi terroristici a New York e Washington. Dugway conduce ricerche sulla difesa contro le armi chimiche e biologiche e restrizioni più severe hanno impedito agli studenti universitari stranieri di visitare il sito.
BLM: Survey Wildlife, Usa Copter per installare alcune apparecchiature
Nel rilasciare il permesso, il BLM ha richiesto all'Università dello Utah di condurre sondaggi e proteggere risorse culturali, piante in via di estinzione e minacciate e animali selvatici come volpi kit, tana di gufi e rapaci, afferma Sokolsky.
I costruttori dell'osservatorio useranno elicotteri - non veicoli fuoristrada - per installare i rivelatori a scintillazione e "abbiamo deciso di mantenerli a piedi oa cavallo" in luoghi senza accesso stradale, afferma Sokolsky. Gli elicotteri verranno utilizzati se si sviluppa un grave problema con un rivelatore, ma si prevede che sarà insolito. Gli scienziati sono inoltre tenuti a scattare foto digitali quando visitano un sito di rilevatori e monitorano eventuali cambiamenti nel tempo.
Ecco lo stato di vari componenti dell'array Telescope:
* La costruzione dell'osservatorio è iniziata nell'agosto 2004 nel primo di tre siti di rivelatori di fluorescenza, situati in cima a Black Rock Mesa a circa 13 miglia a sud-sud-ovest del Delta. L'edificio è completo e molti specchi sono stati installati. Il rilevatore di fluorescenza Black Rock sarà completato entro la fine di questa estate.
* La costruzione del secondo rivelatore a fluorescenza è iniziata nel dicembre 2005 a Long Ridge, 30 miglia a sud-ovest del Delta. L'edificio sarà terminato entro la fine dell'estate e gli specchi saranno installati prima dell'inverno.
* A differenza dei rivelatori Black Rock Mesa e Long Ridge, che vengono costruiti con fondi giapponesi, il terzo rilevatore di fluorescenza verrà realizzato dall'Università dello Utah utilizzando la sovvenzione della National Science Foundation. Chiamato Middle Drum, si trova a 25 miglia a nord-ovest di Delta. La preparazione del sito dovrebbe iniziare ad agosto, con uno o più edifici per contenere gli specchi completi entro dicembre, afferma Sokolsky. Gli specchi e le altre attrezzature devono essere rimossi dal Fly’s Eye ad alta risoluzione a Dugway, puliti e modificati in un magazzino di Salt Lake City e poi trasportati su camion fino al sito Middle Drum entro l'estate prossima.
* La struttura laser centrale - situata equidistante dai tre rilevatori di fluorescenza - sarà costruita a partire da agosto e dovrebbe concludersi entro un mese circa.
* L'installazione dei rivelatori a scintillazione sulla terra BLM dovrebbe iniziare alla fine di luglio o all'inizio di agosto una volta che l'agenzia avrà ottenuto i risultati delle indagini sulla fauna selvatica richieste, afferma Sokolsky. I primi 200 rivelatori a scintillazione sono già stati costruiti e sono conservati in un campo nel Delta, con l'aspetto di "un campo gigante pieno di letti d'ospedale", aggiunge. Saranno trasportati su camion verso le aree di sosta e poi sollevati in posizione da un elicottero. Sokolsky afferma che i rimanenti 364 rivelatori a scintillazione saranno installati entro dicembre.
* L'università ha aperto il Cosmic Ray Center di Millard County a Delta, utilizzando $ 150.000 in fondi statali e privati per acquistare ed equipaggiare un edificio. I contatori a scintillazione vengono assemblati lì e conservati in un campo adiacente, affittato, ma il centro ospiterà principalmente reperti per educare il pubblico sulla ricerca sui raggi cosmici.
