Notes

RANGKUMAN UJIAN O.W.L

ASTRONOMI

SINAR KOSMIK
Sinar kosmik merupakan partikel energi tinggi di angkasa luar yang diduga berasal dari sisa-sisa bintang mati. Namun, IceCube mendeteksi bahwa partikel-partikel itu tiba bukan dalam kondisi "seragam" dari semua arah. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa sinar kosmik galaksi dapat mengubah iklim bumi, mempengaruhi cuaca, memicu badai dan menutupi awan. Seperti dilansir Livescience.com, edisi 30 Juli 2010, studi menunjukkan bahwa sinar kosmik berlebih datang dari satu bagian di langit, dan sinar kosmik yang kurang kadarnya datang dari bagian lain.

SPEKTRUM ENERGI UNTUK SINAR KOSMIK
Sinar kosmik merupakan energi partikel subatomik bermuatan, yang berasal di luar angkasa. Mereka mungkin menghasilkan partikel sekunder yang menembus atmosfer bumi dan permukaan. Sinar panjang adalah sejarah sebagai sinar kosmik yang dianggap radiasi elektromagnetik. Sinar kosmik paling utama (mereka yang memasuki atmosfer dari ruang angkasa dalam) terdiri dari partikel subatomik akrab stabil yang biasanya terjadi di Bumi, seperti proton, inti atom, atau elektron. Namun, sebagian kecil adalah partikel stabil antimateri, seperti positron atau antiproton, dan sifat yang tepat dari sebagian kecil yang tersisa adalah area penelitian aktif. Sekitar 89% dari sinar kosmik proton sederhana atau inti hidrogen, 10% adalah inti helium atau partikel alfa, dan 1% adalah inti elemen berat. Inti ini merupakan 99% dari sinar kosmik. Elektron menyendiri (seperti partikel beta, meskipun sumber utama mereka tidak diketahui) merupakan lebih dari 1% yang tersisa.
Berbagai energi partikel mencerminkan berbagai sumber. Kisaran asal dari proses pada Matahari (dan mungkin bintang lain juga), untuk yang belum diketahui mekanisme fisik di terjauh alam semesta teramati. Ada bukti bahwa sinar kosmik energi yang sangat tinggi yang dihasilkan selama periode jauh lebih lama dari ledakan sebuah bintang tunggal atau peristiwa galaksi tiba-tiba, menunjukkan proses percepatan beberapa yang mencakup jarak yang sangat jauh dalam hal ukuran bintang. Mekanisme tidak jelas produksi sinar kosmis pada jarak galaksi ini sebagian hasil dari fakta bahwa (tidak seperti radiasi lainnya) medan magnet di galaksi kita dan galaksi lain tikungan arah sinar kosmik parah, sehingga mereka tiba hampir secara acak dari segala arah, menyembunyikan petunjuk apapun dari arah sumber awal mereka. Sinar kosmik dapat memiliki energi lebih dari 1020 eV, jauh lebih tinggi dari 1012-1013 eV bahwa akselerator partikel Terestrial dapat menghasilkan.
Sinar kosmik yang diperkaya dengan lithium, berilium, dan boron berkaitan dengan kelimpahan relatif dari unsur-unsur di alam semesta dibandingkan dengan hidrogen dan helium, dan dengan demikian dianggap memiliki peran utama dalam sintesis ketiga unsur melalui proses " sinar kosmik nukleosintesis ". Mereka juga menghasilkan beberapa disebut isotop stabil dan radioisotop cosmogenic di Bumi, seperti karbon-14. Dalam sejarah fisika partikel, sinar kosmik adalah sumber penemuan positron, muon, dan pi meson.
Sinar kosmik menulis bagian dari radiasi latar belakang alam di Bumi, rata-rata sekitar 10-15% dari itu. Namun, orang yang hidup di ketinggian yang lebih tinggi dapat memperoleh beberapa kali lebih banyak radiasi kosmik dari pada permukaan laut, dan awak penerbangan jarak jauh dapat melipatgandakan radiasi pengion paparan tahunan mereka. Karena intensitas sinar kosmik jauh lebih besar di luar atmosfer bumi dan medan magnet, diharapkan memiliki dampak besar pada desain pesawat ruang angkasa yang aman dapat mengangkut manusia dalam ruang antarplanet.

KOMPOSISI SINAR KOSMIK
Sinar kosmik secara luas dapat dibagi menjadi dua kategori: primer dan sekunder. Sinar kosmik yang berasal dari sumber astrofisika adalah sinar kosmik primer. Sinar kosmik primer berinteraksi dengan materi antar menciptakan sinar kosmik sekunder. Matahari juga memancarkan sinar kosmik energi yang rendah terkait dengan jilatan api matahari. Hampir 90% sinar kosmik proton, sekitar 9% adalah inti helium (alfa partikel) dan hampir 1% adalah elektron. Rasio hidrogen untuk inti helium (28%) adalah sama sebagai rasio kelimpahan primordial unsur elemen ini (24%). Fraksi yang tersisa terdiri dari inti berat lainnya yang produk akhir nuklir sintesis, produk dari Big Bang, terutama lithium, berilium, dan boron.Ini inti cahaya muncul dalam sinar kosmik dalam kelimpahan yang jauh lebih besar (~ 1%) dibandingkan di atmosfer matahari, di mana kelimpahan mereka adalah sekitar 10-9% bahwa helium.
Perbedaan kelimpahan adalah hasil dari cara sinar kosmik sekunder terbentuk. Karbon dan oksigen inti bertabrakan dengan materi antar bintang untuk membentuk lithium, berilium dan boron dalam proses yang disebut spallation sinar kosmik. Spallation juga bertanggung jawab untuk menunjukkan jumlah ion skandium, titanium, vanadium, dan mangan dalam sinar kosmik yang dihasilkan oleh tabrakan inti besi dan nikel dengan materi antar bintang.
Eksperimen satelit telah menemukan bukti dari beberapa antiproton dan positron dalam sinar kosmik primer, meskipun tidak ada bukti dari inti atom antimateri kompleks, seperti anti-helium inti (anti-alpha) partikel. Antiproton tiba di Bumi dengan maksimal energi karakteristik dari 2 GeV, menunjukkan produksi mereka dalam proses fundamental berbeda dari proton sinar kosmis.
ALIRAN SINAR KOSMIK
Fluks sinar kosmik yang masuk pada bagian atas atmosfer tergantung pada angin matahari, medan magnet bumi, dan energi dari sinar kosmik. Angin matahari berkurang kecepatannya partikel yang masuk dan blok beberapa partikel dengan energi bawah sekitar 1 GeV. Jumlah angin matahari tidak konstan karena perubahan aktivitas matahari. Dengan demikian, tingkat fluks sinar kosmik bervariasi dengan aktivitas matahari. Medan magnet bumi mengalihkan sebagian dari sinar kosmik, sehingga menimbulkan pengamatan bahwa fluks ini rupanya tergantung pada lintang, bujur, dan sudut azimut. Garis-garis medan magnet membelokkan sinar kosmik ke arah kutub, sehingga menimbulkan aurora.
Pada jarak ~ 94 AU dari Matahari, angin matahari mengalami transisi, yang disebut shock terminasi, dari supersonik untuk kecepatan subsonik. Daerah antara shock pemutusan dan heliopause bertindak sebagai penghalang sinar kosmik, penurunan fluks pada energi yang lebih rendah sekitar 90%.
Di masa lalu, diyakini bahwa fluks sinar kosmik tetap cukup konstan sepanjang waktu. Namun, penelitian terbaru menunjukkan 1,5 sampai 2 kali lipat milenium-skala waktu perubahan fluks sinar kosmik dalam empat puluh ribu tahun terakhir. Besarnya energi fluks sinar kosmik di ruang antar bintang sangat sebanding dengan energi lain ruang dalam: rata-rata energi sinar kosmik kepadatan sekitar satu elektron-volt per sentimeter kubik ruang antar bintang, atau ~ 1 eV/cm3, yang sebanding untuk kepadatan energi dari cahaya bintang terlihat sebesar 0,3 eV/cm3, bidang galaksi kepadatan energi magnetik (diasumsikan 3 microgauss) yang adalah ~ 0,25 eV/cm3, atau latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) radiasi energi kepadatan di ~ 0,25 eV/cm3.
Namun, sinar kosmik, tidak seperti komponen energi lain di atas, terdiri dari partikel pengion, dan ini jauh lebih merusak proses biologi dari energi sederhana menyarankan. Sebagaimana dicatat di bawah, sinar kosmik membuat rata-rata 10 sampai 15% dari radiasi latar belakang pengion pada manusia di Bumi, tetapi komponen ini dapat beberapa kali lebih besar untuk orang yang hidup pada ketinggian yang lebih tinggi.

DETEKSI SINAR KOSMIK
Kosmik sinar Bulan bayangan, seperti terlihat dalam muon sekunder terdeteksi 700 m di bawah tanah, pada detektor 2 Soudan Bulan seperti yang terlihat oleh Compton Gamma Ray Observatory, dalam sinar gamma yang lebih besar dari 20 MeV. Ini diproduksi oleh penembakan sinar kosmik dari permukaannya.
Sinar kosmik berbenturan dengan inti gas atmosfer, menghasilkan hujan, antara lain, pion dan kaons, kerusakan yang menjadi muon. Ini muon dapat mencapai permukaan bumi, dan bahkan menembus untuk beberapa jarak ke tambang dangkal. Muon mudah terdeteksi oleh berbagai jenis detektor partikel seperti ruang awan atau ruang gelembung atau detektor sintilasi. Muon Beberapa diamati oleh detektor terpisah pada saat yang sama menunjukkan bahwa mereka telah diproduksi dalam acara mandi yang sama. Sinar kosmik berdampak tubuh planet lain di tata surya yang terdeteksi secara tidak langsung dengan mengamati emisi sinar gamma energi tinggi dengan sinar gamma teleskop. Ini dibedakan dari proses peluruhan radioaktif oleh energi mereka lebih tinggi di atas sekitar 10 MeV.

DETEKSI PADA SINAR KOSMIK
Ø Deteksi oleh partikel track-etch teknik
Sinar kosmik juga dapat dideteksi langsung oleh detektor partikel kapal satelit atau balon ketinggian tinggi. Dalam teknik perintis dikembangkan oleh Robert Fleischer, P. Harga Buford, dan Robert M. Walker, lembar plastik bening, seperti 1/4 mil Lexan polikarbonat, ditumpuk bersama-sama dan terkena langsung sinar kosmik dalam ruang atau dataran tinggi .Muatan inti menyebabkan kimia melanggar obligasi atau ionisasi dalam plastik.Di bagian atas tumpukan plastik, ionisasi kurang karena kecepatan tinggi sinar kosmik. Sebagai kecepatan sinar kosmik menurun karena perlambatan dalam stack, ionisasi meningkat sepanjang jalan. Lembaran plastik yang dihasilkan "tergores" atau perlahan dilarutkan dalam larutan natrium hidroksida hangat kaustik, yang menghilangkan bahan permukaan pada tingkat yang lambat yang dikenal.Para natrium hidroksida kaustik larut di tingkat yang lebih cepat di sepanjang jalan dari plastik terionisasi. Hasil akhirnya adalah sebuah lubang berbentuk kerucut atau lubang etch di plastik. Lubang etch ini diukur dalam mikroskop daya tinggi (biasanya 1600X minyak imersi), dan tingkat etch diplot sebagai fungsi dari kedalaman dalam plastik ditumpuk. Ini menghasilkan kurva unik untuk setiap inti atom dari Z 1-92, memungkinkan identifikasi baik biaya dan energi dari sinar kosmik yang melintasi tumpukan plastik.Semakin luas ionisasi sepanjang jalan, semakin tinggi biaya.
Teknik ini telah digunakan dengan sukses besar untuk mendeteksi tidak hanya sinar kosmik, tapi fisi inti produk untuk detektor neutron.

Ø Deteksi dengan mandi udara
Ketika sinar kosmik memasuki atmosfir bumi mereka bertabrakan dengan molekul, terutama oksigen dan nitrogen, untuk menghasilkan riam miliaran partikel yang lebih ringan, mandi udara disebut.
Semua partikel yang dihasilkan tetap dalam waktu sekitar satu derajat jalan partikel primer.Partikel khas yang diproduksi di tabrakan tersebut dibebankan meson misalnya positif dan negatif pion dan kaons.Ini kemudian membusuk menjadi muon yang mudah terdeteksi oleh berbagai jenis detektor partikel.
Sebuah piranti pendeteksi sinar kosmik – dan bahkan mungkin sekaligus melacak kehadiran Dark Matter – telah mengorbit pada wahana Endeavour. Detektor tersebut bernama Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), hasil rancangan nobelis fisika Samuel Ting. AMS akan segera diinstal pada stasiun ruang angkasa internasional ISS (International Space Station). Ting merancang AMS pada tahun 90-an, tapi mengalami sejumlah kendala sehingga tertunda, salah satunya karena musibah yang menimpa ruang angkasa Columbia saat masuk ke atmosfer Bumi tahun 2003.
Peluncuran AMS juga menandai akhir dari era eksplorasi ruang angkasa karena ini adalah misi terakhir program wahana ulang-alik NASA – pertama kali adalah misi Columbia pada April 1981. Peluncuran dilakukan dari Kennedy Space Center di Florida disaksikan oleh Presiden Amerika Serikat Barack Obama, yang memimpin perayaan peringatan 30 tahun program wahana ruang angkasa NASA.
Detektor AMS, yang bernilai USD 2 milyar dan dengan berat 7 ton, menggunakan magnet silinder 0,15 Tesla, diameter 1 meter, dan tinggi 1 meter. Magnet ini berfungsi untuk memisahkan partikel-partikel yang datang berdasarkan momentum dan muatan. Arah pembelokan gerak partikel di dalam medan magnet bergantung apakah partikel tersebut materi atau antimateri, sedangkan gradien pembelokkan ditentukan oleh kecepatan partikel tersebut. Dengan demikian, detektor dapat membedakan jenis-jenis partikel yang beraneka ragam dalam sinar kosmiK

LANJUTAN >> http://notes.io/qaLu