Rekordní kosmická částice

Jak známo ze školních lavic, přítomnost radioaktivního nebo Roentgenova záření se nejdříve zjišťovala pomocí elektroskopu – nejstaršího elektrického měřicího přístroje. Bylo to dík tomu, že záření vyráží z molekul vodíku a dusíku ve vzduchu elektrony, tím se vzduch stává elektricky vodivým a nabitý elektroskop se začne vybíjet. Vybíjet se však nebude, pokud v jeho okolí není žádný zdroj záření. Ve skutečnosti se nabitý elektroskop vybíjí vždy, i když někdy velmi pomalu. V půdě a předmětech kolem nás je totiž vždy jisté množství radioaktivních látek a ty jsou zdrojem záření, které pomalu ale jistě vybíjí elektroskop. Jedině elektroskop obklopený obrovským vzduchovým polštářem, tj. vynesený do velkých nadzemských výšek, by se vybíjet neměl.

Prověřit tuto hypotézu bylo však možné až po r. 1910 pomocí balonů, které vynesly elektroskopy do výšek několika km. K údivu všech se nabité elektroskopy v těchto výškách nejen nepřestaly vybíjet, ale vybíjely se dokonce mnohem rychleji než na Zemi. První to pozoroval rakouský fyzik Victor Francis Hess, jenž usoudil, že vše musí způsobovat jakési „Hohenstrahlung“ – „záření výšek“. Po první světové válce americký fyzik Robert Andrews Millikan, jenž záhadné „záření výšek“ podrobně studoval pomocí balonů, zjistil, že toto záření přichází na Zemi z kosmického prostoru, a proto ho navrhl přejmenovat na záření kosmické, kosmické paprsky.

Tak se r. 1925 ve fyzice objevilo kosmické záření. Je tvořeno hlavně protony, které pak při srážkách s atomy a molekulami v zemské atmosféře produkují řadu dalších částic. Mnohé z nich jsme dokonce díky kosmickému záření objevili (např. částice zprostředkující jaderné síly, tzv. mezony, jejichž existenci předvídal Hideki Yukawa).

Rozvoj urychlovačů částic po druhé světové válce způsobil, že význam kosmického záření poklesl. Chaotický výskyt částic v kosmickém záření může totiž těžko konkurovat experimentování se svazky částic připravenými pomocí urychlovačů, které jsou tvořeny částicemi určitého druhu s dobře definovanou energií, intenzitou atd. V jednom směru však kosmické záření zůstává stále nenahraditelné – vyskytují se v něm občas částice, které mají energie pomocí našich urychlovačů nedosažitelné. Nedávno skupina fyziků studující na Univerzitě v Utahu kosmické záření pomocí detektoru „Muší Oko“ objevila nový zdroj kosmického záření, který leží blízko naší galaxie a produkuje kosmické částice obrovských energií (Science 262, 1649, 1993). Rekord drží částice s energií 3.10²⁰ eV více než milionkrát větší, než získávají částice urychlené největšími superurychlovači! Tato částice je schopna vykonat práci 48 J, což – přeloženo do oblasti bližší lidské zkušenosti – je ekvivalentní práci vykonané poctivou zednickou cihlou, která nám spadne na nohu z výšky 1 m. Ale tuto zkušenost našemu čtenáři nepřejeme.