Pembinaan telah dimulakan di sebuah balai cerap kosmik di gurun Utah yang seharusnya 10 kali lebih sensitif daripada instrumen sebelumnya. "Telescope Array" terdiri dari 564 alat pengesan berbentuk meja, yang akan mengukur pancuran zarah subatomik yang jatuh ke Bumi ketika sinar kosmik berinteraksi dengan atmosfera kita. Ia akan membantu para saintis mengungkap sumber sinar kosmik tenaga ultrahigh.
Pembinaan dipercepat di sebuah balai cerdas kosmik bernilai $ 17 juta di sebelah barat Delta, Utah, terima kasih kepada dua agensi A.S.: Biro Pengurusan Tanah mengeluarkan izin, dan Yayasan Sains Nasional meluluskan geran bernilai $ 2.4 juta.
Dikenali sebagai Teleskop Array, observatorium "akan 10 kali lebih sensitif daripada eksperimen sebelumnya, dan kami berharap ia akan memungkinkan kita untuk akhirnya menyelesaikan misteri asal-usul zarah-zarah tenaga ultrahigh [sinar kosmik] yang mengebom Bumi, ”Kata Pierre Sokolsky, profesor dan ketua fizik di University of Utah.
"Kami akan mempunyai pengesan sinar kosmik yang paling kuat di Belahan Bumi Utara," kata Charlie Jui (diucapkan Ray), seorang profesor fizik Universiti Utah.
Sokolsky mengatakan bahawa balai cerap baru akan memulakan ujian pada akhir musim bunga 2007, mula beroperasi sepenuhnya pada akhir musim panas 2007 dan kemudian melakukan penyelidikan sehingga 10 tahun.
Sejauh ini, Telescope Array telah dibiayai oleh $ 14.4 juta dari kerajaan Jepun. Pemberian tiga tahun, $ 2.4 juta dari National Science Foundation akan membolehkan ahli fizik Universiti Utah memindahkan peralatan ke kemudahan baru dari pemerhatian sinar kosmik High-Resolution Fly's Eye mereka yang sudah tua di Dugway Proving Ground Tentera A.S.
Struktur dan jalan raya hanya akan merangkumi 50 ekar dari tapak percubaan seluas 400 batu persegi.
Di tiga lokasi di tanah amanah sekolah Utah, bangunan akan menempatkan "pendeteksi pendarfluor", yang merupakan set cermin dan instrumen rakaman yang mengintip ke langit malam untuk kilatan ultraviolet samar yang terjadi ketika sinar kosmik masuk memukul atom nitrogen, gas yang paling banyak di atmosfera Bumi. Masing-masing dari tiga laman web ini berjarak sekitar 25 batu dari yang lain. Bangunan "kemudahan laser pusat", yang terletak di antara tiga lokasi pengesan pendarfluor, akan menghantar sinar laser ke langit apabila cermin dan perakam perlu dikalibrasi.
Komponen utama lain dari observatorium adalah "array tanah" dari 564 alat pengesan sintilasi berbentuk meja, masing-masing setinggi 3 kaki dan lebar 6-kali-10-kaki. Peranti akan mengukur "pancuran udara", yang merupakan lata zarah-zarah subatom yang jatuh ke Bumi ketika sinar kosmik menghantam nitrogen di atmosfera.
Pengesan sintilasi akan tersebar di grid di kawasan seluas 18 batu-22-batu di sebelah barat Delta. Biro Pengurusan Tanah "izin hak jalan / penggunaan sementara" akan membolehkan para saintis untuk membina kemudahan laser pusat dan memasang 460 alat pengesan sintilasi di tanah BLM, yang meliputi 80 persen dari lokasi pemerhatian. Kebenaran untuk memasang 104 alat pengesan sintilasi yang lain telah diperolehi dari Negeri Utah dan pemilik tanah persendirian. Mereka memiliki baki 20 peratus dari kawasan yang luas.
Para saintis bekerjasama dan bukannya ‘Duking it’
Observatorium sinar kosmik baru akan berusaha untuk menjawab salah satu misteri yang paling membingungkan dalam fizik: Apakah sumber sinar kosmik tenaga ultrahigh, yang merupakan zarah subatom yang menjerit ke atmosfer Bumi dengan tenaga yang luar biasa?
Sinar kosmik adalah inti atom - atom yang dilucutkan dari elektronnya - unsur kimia, terutamanya hidrogen dan helium. Atmosfer menghalangi mereka untuk memukul Bumi, dan walaupun mereka dapat, mereka akan melalui seseorang tanpa disedari. Tetapi jika sinar kosmik tenaga ultrahigh tunggal dapat memukul kepala anda, rasanya seperti bola besbol yang pantas.
Sebilangan sinar kosmik berasal dari bintang yang meletup sebagai supernova. Tetapi sinar kosmik tenaga ultrahigh lebih kuat, dan nampaknya datang dari jarak jauh alam semesta. Sokolsky mengesyaki mereka berasal dari "nukleus galaksi aktif," yang merupakan lubang hitam supermasif yang terbentuk ketika kira-kira 1 bilion bintang runtuh berkumpul di pusat galaksi. Sumber lain yang mungkin termasuk gelombang kejutan dari galaksi bertembung, galaksi pemancar gelombang radio yang bising, sumber eksotik seperti rentetan kosmik berteori dan kerosakan zarah besar yang tersisa dari saintis "big bang" yang dikatakan oleh saintis mencipta alam semesta kira-kira 13 bilion tahun yang lalu.
Teleskop Array akan menggabungkan dua teknologi yang telah menghitung jumlah sinar kosmik tenaga ultrahigh yang sangat berbeza yang mencapai Bumi. Observatorium sinar kosmik AGASA Jepun telah mengesan 10 kali lebih banyak dari itu daripada High-Resolution Fly's Eye. Sokolsky mengatakan bahawa jumlah besar yang diukur oleh AGASA menunjukkan sumbernya agak dekat di alam semesta, tetapi tidak ada objek astronomi yang diketahui yang boleh menjadi sumbernya.
Jadi Telescope Array akan merangkumi alat pengesan pendarfluor seperti yang digunakan dalam High-Resolution Fly's Eye dan alat pengesan sintilasi seperti yang digunakan di AGASA.
"Eksperimen ini unik dalam arti bahawa ia adalah penyatuan dua kumpulan sains yang awalnya bersaing: kumpulan Jepun dan kumpulan Amerika yang menjalankan dua eksperimen yang terpisah selama satu dekad dan menghasilkan hasil yang tidak serasi," kata Sokolsky. "Sudah tentu tidak biasa dalam sejarah usaha ilmiah seperti ini, bukannya memutuskan untuk selamanya, mereka memutuskan untuk bergabung dan membina eksperimen bersama untuk menyelesaikan perbezaannya."
Mata Fly Resolusi Tinggi dan AGASA telah mencapai akhir hayat berguna mereka - instrumen yang lebih kuat diperlukan - dan operasi Eye Fly Resolusi Tinggi menjadi sukar setelah serangan pengganas di New York pada 11 September 2001 dan Washington. Dugway melakukan penyelidikan mengenai pertahanan terhadap senjata kimia dan biologi, dan sekatan yang lebih ketat membuat pelajar siswazah asing universiti tidak mengunjungi laman web ini.
BLM: Survei Hidupan Liar, Gunakan Copter untuk Memasang Sebilangan Peralatan
Dalam mengeluarkan izin itu, BLM mewajibkan University of Utah untuk melakukan tinjauan dan melindungi sumber budaya, tanaman yang terancam dan terancam, dan hidupan liar seperti rubah kit, burung hantu yang menggali dan burung liar, kata Sokolsky.
Pembina balai cerap akan menggunakan helikopter - bukan kenderaan seluruh medan - untuk memasang alat pengesan kilauan, dan "kami telah bersetuju untuk mengekalkannya dengan berjalan kaki atau menunggang kuda" di tempat-tempat tanpa jalan raya, kata Sokolsky. Helikopter akan digunakan jika masalah utama muncul dengan alat pengesan, tetapi itu diharapkan tidak biasa. Para saintis juga diminta untuk mengambil gambar digital ketika mereka mengunjungi laman web pengesan dan memantau perubahan dari masa ke masa.
Berikut adalah status pelbagai komponen Telescope Array:
* Pembinaan balai cerap bermula pada bulan Ogos 2004 di yang pertama dari tiga lokasi pengesan pendarfluor, yang terletak di atas Black Rock Mesa kira-kira 13 batu di selatan-barat daya Delta. Bangunannya sudah lengkap, dan banyak cermin telah dipasang. Pengesan pendarfluor Black Rock akan selesai pada akhir musim panas ini.
* Pembinaan pendeteksi pendarfluor kedua bermula pada bulan Disember 2005 di Long Ridge, 30 batu di barat daya Delta. Bangunan ini akan siap pada akhir musim panas, dan cermin akan dipasang sebelum musim sejuk.
* Tidak seperti alat pengesan Black Rock Mesa dan Long Ridge, yang dibina dengan dana Jepun, pengesan pendarfluor ketiga akan dibina oleh University of Utah menggunakan geran National Science Foundation. Dinamakan Middle Drum, ia terletak 25 batu di barat laut Delta. Persiapan tapak akan dimulakan pada bulan Ogos, dengan satu atau lebih bangunan untuk meletakkan cermin selesai pada bulan Disember, kata Sokolsky. Cermin dan peralatan lain mesti dikeluarkan dari High-Resolution Fly's Eye di Dugway, dibersihkan dan diubah suai di gudang Salt Lake City, dan kemudian dibawa ke laman Drum Tengah menjelang musim panas depan.
* Kemudahan laser pusat - terletak di jarak yang sama dari tiga pengesan pendarfluor - akan dibina mulai bulan Ogos dan akan siap dalam masa sebulan atau lebih.
* Pemasangan alat pengesan sintilasi di tanah BLM dijangka akan dimulakan pada akhir bulan Julai atau awal bulan Ogos setelah agensi mendapat hasil tinjauan hidupan liar yang diperlukan, kata Sokolsky. 200 alat pengesan sintilasi pertama telah dibangun, dan disimpan di ladang di Delta, kelihatan "seperti ladang raksasa yang penuh dengan tempat tidur hospital," tambahnya. Mereka akan dibawa ke kawasan pementasan, dan kemudian diangkat dengan helikopter. Sokolsky mengatakan 364 alat pengesan sintilasi yang selebihnya akan dipasang pada bulan Disember.
* Universiti telah membuka Millard County Cosmic Ray Center di Delta, menggunakan dana negara dan swasta $ 150,000 untuk membeli dan melengkapkan bangunan. Kaunter scintillation sedang dipasang di sana dan disimpan di ladang sewaan yang berdekatan, tetapi pusat ini akan menempatkan pameran untuk mendidik masyarakat mengenai penyelidikan sinar kosmik.
