Kroz naše telo svakog trenutka prolaze čestice nastale visoko u atmosferi, a da ih ne vidimo niti osećamo. Mnoge od njih nazivaju se mioni i pojavljuju se kada kosmički zraci ogromne energije udare u atome vazduha. Iako prosečan čovek nema način da primeti ovu neprekidnu „kišu“, mali uređaj napravljen od dostupnih elektronskih komponenti može da je pretvori u niz vidljivih signala.
Uređaj CosmicWatch približno je veličine manje kutije grickalica, dok delovi potrebni za njegovu izradu koštaju oko 100 dolara. Kada mion prođe kroz detektor, uređaj registruje oslobođenu energiju, uključuje signal i beleži događaj. Podaci se kasnije mogu preuzeti i analizirati na računaru.
Profesor fizike Univerziteta u Delaveru Spenser Aksani napravio je prvu verziju još dok je bio student na Masačusetskom tehnološkom institutu. Početna namena bila je razvoj malog, štedljivog detektora za opservatoriju IceCube, smeštenu duboko u ledu Antarktika.
IceCube prvenstveno traži neutrine, izuzetno slabo reaktivne čestice koje stižu iz svemira. Mioni mogu da predstavljaju pozadinski signal koji istraživači moraju da razlikuju od neutrina. Jeftin i prenosiv detektor zato može da pomogne pri proveri i kalibraciji mnogo većih instrumenata.
Mioni nastaju kao sekundarni proizvodi kosmičkih zraka. Prvobitna čestica može stići iz supernove, blazara, aktivnog galaktičkog jezgra ili drugog ekstremnog izvora. Kada udari u atmosferu, pokreće čitavu kaskadu novih čestica. Mioni su dovoljno prodorni da prolaze kroz zidove, stene, pa čak i duboke slojeve tla.
Zahvaljujući toj osobini koriste se i za snimanje unutrašnjosti velikih objekata. Razlike u broju čestica koje prolaze kroz pojedine delove strukture otkrivaju gde se nalaze šupljine, gušći materijal ili skrivene prostorije. Slična tehnologija pomogla je u otkrivanju do tada nepoznatog prostora u Velikoj piramidi u Gizi.
Tradicionalna oprema za studentske vežbe iz ove oblasti može zauzimati čitavu policu i koštati višestruko više. CosmicWatch smanjuje instrument na format koji može da se nosi u rancu, postavi u učionici, avionu, balonu ili na udaljenoj istraživačkoj stanici.
Treća verzija uređaja, predstavljena kroz rad u časopisu „Journal of Instrumentation“, brže prikuplja podatke, prati uslove u okruženju i podnosi veće količine zračenja. Zbog toga detektor više nije samo nastavno sredstvo. Koristi se u profesionalnim eksperimentima, tokom letova balona i u razmatranjima instrumenata za buduće svemirske misije.
Posebno je zanimljivo što korisnici mogu da povežu dva uređaja. Ako oba gotovo istovremeno registruju prolazak, mnogo je verovatnije da je kroz njih prošla ista čestica, a ne da je reč o elektronskom šumu. Promenom njihovog položaja može se procenjivati i pravac iz kojeg mion dolazi.
Ovakav uređaj ne može samostalno da otkrije izvor svakog kosmičkog zraka niti da zameni velike opservatorije. Njegova vrednost je u dostupnosti. Škole i mali istraživački timovi mogu da mere pojavu koja je donedavno zahtevala skupu laboratorijsku opremu.
Mioni su svojevremeno poslužili i kao potvrda specijalne teorije relativnosti. Zbog kratkog životnog veka, bez relativističkog usporavanja vremena mnogi od njih ne bi uspeli da stignu do Zemljine površine. Mala kutija koja zatreperi na stolu tako ne pokazuje samo da čestica prolazi kroz prostoriju – ona čini vidljivim i posledice Ajnštajnove fizike.
S.B.
