Русская Википедия:Физика астрочастиц
Физика астрочастиц, также называемая астрофизикой частиц, — это раздел физики элементарных частиц, изучающий элементарные частицы астрономического происхождения и их связь с астрофизикой и космологией. Новая область исследований, возникающая на стыке физики элементарных частиц, астрономии, астрофизики, физики детекторов, теории относительности, физики твердого тела и космологии.
Физика астрочастиц является одной из наиболее успешно и динамично развивающихся с начала 2000-х годов как в теоретических, так и в экспериментальных исследованиях. За первые десять лет развития в этой области были присуждены три Нобелевских премии — по космологии, и нейтринной астрофизике[1].
История
В 1910 году, немецкий физик по имени Теодор Вульф измерил ионизацию воздуха в нижней и верхней части Эйфелевой башни. Он обнаружил, что наверху ионизация была гораздо большей, чем ожидалось. Хотя, планируя свой эксперимент, он ожидал обратного явления. Теодор Вульф приписал увелиечение ионизации воздуха космическим лучам[2].
Австрийский физик Виктор Гесс предположил, что часть ионизации была вызвана излучением неба. Для защиты этой гипотезы Гесс сконструировал приборы, способные работать на больших высотах, и провел наблюдения за ионизацией до высоты 5,3 км. С 1911 по 1913 год Гесс совершил десять полетов, чтобы тщательно измерить уровень ионизации. Согласно предварительным расчетам, он не ожидал, что будет какая-либо ионизация на высоте более 500 м, если единственной причиной излучения будут наземные источники. Однако его измерения показали, что, хотя уровни ионизации сначала уменьшались с высотой, в какой-то момент они начали резко расти. Такое явяление могло наблюдаться только при получении ионизации вне Земной атмосферы. В 1925 году Роберт Милликен подтвердил открытия Гесса и впоследствии ввел термин «космические лучи».[3]
«Открытие» космических лучей Гессом считается отправной точкой для физики астрочастиц.[4]
Вопросы физики астрочастиц
Астрофизика частиц исследует ряд фундаментальных научных вопросов:
- Почему Вселенная состоит только из материи, а не из материи и антиматерии в равных частях?
- Что составляет тёмную материю?
- Какую роль нейтрино играют в развитии Вселенной?
- Какую информацию могут дать нейтрино, приходящие из недр Солнца и Земли, а также от порождённых при взрывах звёзд?
- Что является источником космических лучей?
- Как выглядит карта Вселенной, отснятая с помощью самых высоких энергий?
- Как именно гравитационные волны связанны с процессами, происходящих во Вселенной, и о природе самой гравитации?
Темы исследований
- Физика космических лучей высоких энергий и астрофизика
- Космология частиц
- Астрофизика элементарных частиц
- Связанная астрофизика: сверхновые, активные ядра галактик, космическое изобилие, темная материя и т. д.
- Гамма-астрономия высоких энергий, СВЭ и СВЭ
- Нейтринная астрономия высоких и низких энергий
- Разработки приборостроения и детекторов, относящиеся к вышеуказанным направлениям.
См. также
- Кафедра физики частиц и космологии Физического факультета МГУ
- Фундаментальные исследования в области ядерной физики и физики частиц
Примечания
