مرصد بيير أوجيه

مرصد بيير أوجيه  هو مرصد دولي للأشعة الكونية في الأرجنتين مُصمم لاكتشاف الأشعة الكونية فائقة الطاقة أي الجسيمات دون الذرية التي تنتقل بسرعة الضوء تقريبًا بطاقة تتجاوز 1018 إلكترون فولت لكل جسم. تتفاعل هذه الجسيمات في الغلاف الجوي الأرضي مع نويات الهواء وتنتج جسيمات أخرى مختلفة. يمكن الكشف عن هذه الجسيمات المؤثرة (التي تسمى «دش الهواء») وقياسها. لكن نظرًا لأن هذه الجسيمات عالية الطاقة لها معدل وصول يُقدر بجسيم واحد لكل كيلومتر مربع في كل قرن، أنشأ مرصد أوجيه منطقة كشف بمساحة 3000 كيلومتر مربع (1200 ميل مربع) – أي بنفس مساحة ولاية رود آيلاند، أو دولة لوكسمبورغ – للكشف عن عدد كبير من هذه الأحداث. يقع المرصد في محافظة مندوزا الغربية بالأرجنتين، بالقرب من جبال الأنديز.

بدأ البناء في عام 2000، وقد جمع المرصد بيانات التقدم في البناء منذ عام 2005 وتم الانتهاء منه رسميًا في عام 2008. كان من المقرر أن يقع الموقع الشمالي في جنوب شرق ولاية كولورادو في الولايات المتحدة لتستضيفه كلية «لامار» المجتمعية. كما كان من المقرر أن يتكون من كاشفات «شيرينكوف» المائية وتلسكوبات فلورية، تغطي مساحة 10370 كيلومتر مربع – أكبر بـ 3.3 مرة أوجيه الجنوبي.

سُمي المرصد تكريماً للفيزيائي الفرنسي بيير فيكتور أوجيه. اقتُرح المشروع من قبل جيمس كرونين وآلان واتسون في عام 1992. واليوم، يتعاون أكثر من 500 فيزيائي من نحو 100 مؤسسة حول العالم للحفاظ على الموقع في الأرجنتين وترقيته وجمع وتحليل البيانات المُقاسة. تقاسمت الدول الخمس عشرة المشاركة ميزانية البناء البالغة 50 مليون دولار، إذ تمول كل دولة جزءًا صغيرًا من التكلفة الإجمالية.

خلفية فيزيائية 
تصل الأشعة الكونية عالية الطاقة إلى الأرض من الفضاء الخارجي. التي تتكون من جسمات دون الذرية (بروتونات أو نويات ذرية)، يتمتع كل منها بمستويات طاقة تتجاوز 1018 إلكترون فولت. عندما يصل أحد هذه الجسيمات إلى الغلاف الجوي الأرضي، فإنه يخسر طاقته من خلال توليد مليارات الجسيمات الأخرى: الإلكترونات والفوتونات والميونات، التي تتحرك جميعها بسرعة قريبة من سرعة الضوء. تنتشر هذه الجسيمات طوليًا (متعامدة مع المسار الوارد للجسيم المنفرد)، ما ينتج مستوً من الجسيمات المتحركة نحو الأمام، ذي كثافة أعلى بالقرب من محور الحركة. يسمى هذا الحدث «دش الهواء». مع مروره عبر الغلاف الجوي، يولد مستوى الجسيمات هذا ضوءًا من الأشعة فوق البنفسجية، غير مرئي للعين البشرية، يسمى تأثير الفلورية، على شكل نمط من الآثار الضوئية المستقيمة. يمكن تصوير هذه الآثار  بسرعة عالية بواسطة تلسكوبات متخصصة تسمى كاشفات الفلورية، تُطل على منطقة بارتفاع طفيف. بعد ذلك، عندما تصل الجسيمات إلى سطح الأرض، يمكن اكتشافها عند وصولها إلى خزان مياه، حيث تنتج ضوءًا أزرقاً مرئياً نتيجة ما يُعرف باسم تأثير شيرينكوف. يمكن لأنبوب كهروضوئي حساس رصد هذه التأثيرات. يُسمى هذه الجهاز كاشف أو خزان شيرينكوف المائي. يحتوي مرصد أوجيه على كلا النوعين من الكواشف التي تغطي نفس المنطقة، ما يسمح بإجراء قياسات دقيقة للغاية.

عندما يضرب دش الهواء العديد من كاشفات شيرينكوف على الأرض، يمكن حساب اتجاه الشعاع باستخدام رياضيات هندسية بسيطة. يمكن تحديد نقطة المحور الطولي من خلال درجة الكثافة في كل محطة أرضية مُتأثرة. اعتمادًا على فرق الوقت بين أماكن الاصطدام، يمكن تحديد زاوية المحور. لكن عندما يكون المحور عموديًا، تُسجل الكاشفات الأرضية التأثير في نفس اللحظة، وسيؤدي أي ميل في المحور إلى فرق زمني بين التصادم الأول والأخير.

معرض صور

مراجع 

تجارب الجسيمات
تلسكوبات الأشعة الكونية
مبان ومنشآت في محافظة مندوزا
مراصد فلكية في الأرجنتين
معاهد أبحاث في الأرجنتين