|
รังสีคอสมิก รังสีคอสมิก (อังกฤษ: cosmic ray) เป็นรังสีพลังงานสูงอย่างยิ่งที่ส่วนใหญ่กำเนิดนอกระบบสุริยะ[1] อาจทำให้เกิดการสาดอนุภาครองซึ่งทะลุทะลวงและมีผลกระทบต่อบรรยากาศของโลกและบ้างมาถึงผิวโลกได้ รังสีคอสมิกประกอบด้วยโปรตอนและนิวเคลียสอะตอมพลังงานสูงเป็นหลัก มีที่มาลึกลับ ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศแฟร์มี (2556)[2] ถูกตีความว่าเป็นหลักฐานว่าส่วนสำคัญของรังสีคอสมิกปฐมภูมิกำเนิดจากมหานวดารา(supernova) ของดาวฤกษ์ขนาดยักษ์[3] ทว่า คาดว่ามหานวดารามิใช่แหล่งเดียวของรังสีคอสมิก นิวเคลียสดาราจักรกัมมันต์อาจผลิตรังสีคอสมิกด้วย รังสีคอสมิกถูกเรียกว่า "รังสี" เพราะทีแรกเข้าใจผิดว่าเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ในการใช้ทางวิทยาศาสตร์ทั่วไป[4] อนุภาคพลังงานสูงที่มีมวลในตัว เรียก รังสี "คอสมิก" และโฟตอน ซึ่งเป็นควอนตัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า (จึงไม่มีมวลในตัว) ถูกเรียกด้วยชื่อสามัญ เช่น "รังสีแกมมา" หรือ "รังสีเอ็กซ์" ขึ้นกับความถี่ รังสีคอสมิกดึงดูดความสนใจอย่างมากในทางปฏิบัติ เนื่องจากความเสียหายที่รังสีกระทำต่อไมโครอิเล็กทรอนิกส์ และชีวิตนอกเหนือการป้องกันจากบรรยากาศและสนามแม่เหล็ก และในทางวิทยาศาสตร์ เพราะมีการสังเกตว่า พลังงานของรังสีคอสมิกพลังงานสูงอย่างยิ่ง (ultra-high-energy cosmic rays, UHECRs) ที่มีพลังงานมากที่สุดเฉียด 3 × 1020 eV[5] หรือเกือบ 40 ล้านเท่าของพลังงานของอนุภาคที่ถูกเครื่องเร่งอนุภาคขนาดใหญ่เร่ง[6] ที่ 50 จูล[7] รังสีคอสมิกพลังงานสูงอย่างยิ่งมีพลังงานเทียบเท่ากับพลังงานจลน์ของลูกเบสบอลความเร็ว 90 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ด้วยผลการค้นพบเหล่านี้ จึงมีความสนใจสำรวจรังสีคอสมิกเพื่อหาพลังงานที่สูงกว่านี้[8] ทว่า รังสีคอสมิกส่วนมากไม่มีพลังงานสูงสุดขีดเช่นนั้น การกระจายพลังงานของรังสีคอสมิกสูงสุดที่ 0.3 กิกะอิเล็กตรอนโวลต์ (4.8×10−11 J)[9] ในบรรดารังสีคอสมิกปฐมภูมิซึ่งกำเนิดนอกบรรยากาศของโลก ราว 99% เป็นนิวเคลียสของอะตอม ในส่วนของนิวเคลียส 90% เป็นโปรตอนหรือนิวเคลียสไฮโดรเจน อีก 9% เป็นอนุภาคแอลฟา(หรือนิวเคลียสของฮีเลียม) และ 1% เป็นนิวเคลียสของธาตุหนักกว่าอื่น ๆ และอีก 1% ที่เหลือจาก 99% เป็นอิเล็กตรอนเดี่ยว ๆ คล้ายอนุภาคบีตา[10] ส่วนน้อยมากเป็นอนุภาคปฏิสสารที่เสถียร เช่น โพสิตรอนและแอนติโปรตอน ธรรมชาติที่แน่ชัดของส่วนที่เหลือนี้เป็นขอบเขตการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่ การแสวงอนุภาคอย่างแข็งขันจากวงโคจรโลกยังไม่พบแอนติแอลฟา ผลการเปลี่ยนแปลงเคมีบรรยากาศรังสีคอสมิกทำให้โมเลกุลไนโตรเจนและออกซิเจนในบรรยากาศกลายเป็นไอออน ซึ่งนำไปสู่ปฏิกิริยาเคมีจำนวนหนึ่ง มีปฏิกิริยาหนึ่งส่งผลให้เกิดการพร่องโอโซน รังสีคอสมิกยังมีผลต่อการผลิตไอโซโทปไม่เสถียรจำนวนหนึ่งในบรรยากาศของโลกอย่างต่อเนื่อง เช่น คาร์บอน-14 ผ่านปฏิกิริยา
รังสีคอสมิกรักษาระดับคาร์บอน-14 ในบรรยากาศเกือบคงที่ (70 ตัน) เป็นเวลาอย่างน้อย 100,000 ปีที่ผ่านมา กระทั่งการเริ่มการทดสอบอาวุธนิวเคลียร์เหนือพื้นดินในช่วงต้นคริสต์ทศวรรษ 1950 เป็นข้อเท็จจริงสำคัญที่ใช้ในการหาอายุคาร์บอนรังสีในโบราณคดี อ้างอิง
แหล่งข้อมูลอื่น วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับ รังสีคอสมิก
|
