Partikler fra verdensrommet treffer deg akkurat nå
Har du noen gang løftet blikket mot nattehimmelen og lurt på hva som egentlig regner ned på oss fra alle de fjerne, voldsomme hendelsene der ute? Spoiler: mye mer enn du tror.
Her er noe som virkelig fascinerer meg. Akkurat nå, i dette øyeblikket, tusenvis av bittesmå partikler fra verdensrommet passerer gjennom kroppen din. Du kan ikke se dem, ikke føle dem, ikke høre dem. De er bare der, lydløst susende gjennom alt.
Disse partiklene kalles myoner, og de blir skapt når kosmiske stråler — utrolig energirike partikler som skytes ut fra supernovaer og andre kosmiske katastrofer — krasjer inn i atomer høyt oppe i jordens atmosfære. Dusj av partikler som oppstår inkluderer myoner som kan reise gjennom atmosfæren, gjennom vegger, gjennom bergarter, og ja, gjennom deg, uten å forårsake noen skade.
Ganske vilt, ikke sant?
Problemet med å oppdage det uoppdagelige
Her er greia: forskere har kjent til myoner i tiår. De har til og med brukt dem til noen skikkelig kule ting — som i 2016 da forskere brukte myondeteksjonsteknologi til å oppdage en skjult korridor inni Den store pyramiden i Giza. Det er riktig, vi fant et hemmelig rom i et av antikkens verdensunderverk ved hjelp av partikler fra verdensrommet.
Men her er haken. Tradisjonelle myondetektorer er... vel, la oss si de ikke akkurat er brukervennlige. Vi snakker om rack med elektronikkbokser på størrelse med en liten bokhylle, som koster skikkelige summer, og krever skikkelig ekspertise for å bruke.
Dette betyr to store problemer:
- Forskere er begrenset i hva slags eksperimenter de kan kjøre
- Studenter får sjelden praktisk erfaring med denne fascinerende fysikken
Det er vanskelig å bli begeistret for partikkelfysikk når utstyret ser ut til å høre hjemme på et datasenter fra 1980-tallet.
Møt CosmicWatch: Den lille detektoren som kunne
Enter Spencer Axani, en fysikkprofessor ved University of Delaware som bestemte seg for å snu manus.
Axani og teamet hans utviklet CosmicWatch — en myondetektor på omtrent størrelse med en eske dyrekjeks. Og her er poenget: den koster rundt 100 dollar å bygge.
Apparatet er nydelig enkelt. Det blinker og teller hver gang en myon passerer gjennom det. Du kan lagre dataene og analysere dem senere. Den er bærbar, den er rimelig, og den har vært fullstendig banebrytende.
"CosmicWatch-detektorer lar oss gjøre langt mer fysikk til dramatisk lavere kostnad, i en kompakt og bærbar form, og åpner døren for mange nye typer eksperimenter og formidlingsmuligheter." — Spencer Axani
Fra Antarktis til klasserommet
Historien blir enda bedre. Axani laget først CosmicWatch i 2017 da han var doktorgradsstudent ved MIT. Hans opprinnelige mål? Bygge en kompakt detektor for IceCube-observatoriet i Antarktis — du vet, det massive underjordiske nøytrinodeteksjonsanlegget begravd under en mil med is.
Teknologien utviklet seg derfra. Axani skjønte at de samme prinsippene kunne gjøre partikkelfysikk tilgjengelig for alle, fra videregående elever til borgervitere.
Nå bygger studenter ved UD disse detektorene selv. De lærer om høyhastighetselektronikk, designer sine egne eksperimenter, og faktisk får "se" kosmiske partikler i sanntid. Hvor kult er ikke det?
Hvorfor dette betyr mer enn du kanskje tror
Okei, jeg vet hva du kanskje tenker. "Det er kult, men hvorfor skulle jeg bry meg?"
Her er hvorfor dette faktisk betyr noe: myoner kan fortelle oss om noen av de mektigste hendelsene i universet — supernovaer, gammaglimt, blazarer. Ved å måle myoner kan forskere finne ut egenskaper ved den opprinnelige kosmiske strålen, inkludert energien, massen, og hvor den kom fra.
Og visste du dette — myoner hjalp faktisk med å bekrefte Einsteins spesielle relativitetsteori! På 1940-tallet ga målinger av disse partiklene et av de første eksperimentelle bevisene for relativitet. Ikke verst for noe du ikke engang kan se.
Hva skjer videre med CosmicWatch?
Den nyeste versjonen (CosmicWatch 3.0) kom nylig, og den er mer kapabel enn noensinne. Den nye detektoren kan overvåke omgivelsene sine, håndtere høye strålingsnivåer, og samle data raskere.
Forskere bruker nå CosmicWatch i seriøse eksperimenter også. Den blir brukt til å kalibrere store mørk materie-detektorer og til og med i eksperimenter som leter etter de mystiske partiklene som kanskje utgjør mørk materie.
Og her blir det virkelig spennende: forskere jobber med en versjon som kan måle kosmiske stråler om bord på raketter og romfartøy. Tenk deg hva vi kan oppdage med en rimelig, bærbar partikkeldetektor som svever gjennom verdensrommet!
Hva er poenget?
Her er det som fascinerer meg med denne historien. I tiår har studier av kosmiske partikler vært låst bak dyrt utstyr og spesialkunnskap. Nå democratiserer en 100-dollars enhet mindre enn en frokostboksingsfysikken på en måte vi aldri har sett før.
Den neste store oppdagelsen om universet vårt kommer kanskje fra en videregående elev med en CosmicWatch i garasjen. Og ærlig talt? Jeg ville ikke satset mot det.