ابزار دقیق پرتو ایکس و پرتو گاما
ابزار دقیق پرتو ایکس و پرتو گاما، پرانرژیترین فوتونها را در نجوم با استفاده از اپتیکهای با زاویه تابش کم، دیافراگمهای کدگذاری شده و آشکارسازهای ردیابی ذرات، به جای آینههای معمولی تلسکوپهای نوری، شناسایی میکنند.
Definition
ابزار دقیق پرتو ایکس و پرتو گاما شامل اپتیکها و آشکارسازهایی است که برای مشاهده فوتونها از تقریباً صد الکترونولت تا تراالکترونولت استفاده میشوند و بر این اساس طراحی شدهاند که چنین فوتونهایی نمیتوانند با بازتاب یا شکست معمولی متمرکز شوند.
Scope
این موضوع شامل آینههای پرتو ایکس با زاویه تابش کم تو در تو، CCDهای پرتو ایکس و میکروکالریمترهایی است که انرژی فوتون را تصویربرداری و اندازهگیری میکنند، موازیسازها و ماسکهای دیافراگم کدگذاری شده برای انرژیهای بالاتر، تلسکوپهای ردیابی جفت و کامپتون برای پرتوهای گاما، و تکنیک چرنکوف اتمسفری زمینی که پرانرژیترین پرتوهای گاما را به طور غیرمستقیم شناسایی میکند.
Core questions
- چگونه پرتوهای ایکس هنگام عبور از آینههای معمولی متمرکز میشوند؟
- چگونه پرتوهای گاما، که اصلاً نمیتوانند متمرکز شوند، تصویربرداری میشوند؟
- چگونه انرژی یک فوتون پرانرژی اندازهگیری میشود؟
- چگونه پرانرژیترین پرتوهای گاما از سطح زمین شناسایی میشوند؟
Key theories
- اپتیکهای با زاویه تابش کم
- پرتوهای ایکس تنها در زوایای تابش کم به طور مؤثر بازتاب میشوند، بنابراین تلسکوپهای پرتو ایکس از چندین پوسته آینهای متحدالمرکز، مانند طرحهای ولتر، برای جمعآوری و متمرکز کردن آنها استفاده میکنند.
- دیافراگمهای کدگذاری شده و ردیابی ذرات
- پرتوهای گاما نه با تمرکز، بلکه با ایجاد سایه از طریق ماسکهای کدگذاری شده یا با ردیابی جفتهای الکترون-پوزیترون و پراکندگیهای کامپتون که در آشکارسازهای لایهای تولید میکنند، تصویربرداری میشوند.
- تکنیک تصویربرداری چرنکوف اتمسفری
- پرانرژیترین پرتوهای گاما از سطح زمین با تصویربرداری از فلاشهای کوتاه نور چرنکوف ناشی از بارشهای هوایی که در جو ایجاد میکنند، شناسایی میشوند.
Clinical relevance
ابزار دقیق با انرژی بالا، سیاهچالهها و ستارههای نوترونی در حال برافزایش، بقایای ابرنواخترها، هستههای فعال کهکشانی، انفجارهای پرتو گاما، و گاز داغ خوشهای را بررسی میکند و افراطیترین فیزیک در جهان را که در انرژیهای پایینتر نامرئی است، آشکار میسازد.
History
پرواز موشکی جیاکونی و روسی در سال 1962 اولین منبع کیهانی پرتو ایکس را کشف کرد و نجوم پرتو ایکس را آغاز نمود. طرحهای زاویه تابش کم ولتر، تلسکوپهای تصویربرداری پرتو ایکس مانند اینشتین و چاندرا را ممکن ساخت، در حالی که ماموریتهای پرتو گاما و آرایههای چرنکوف زمینی، آسمان با انرژی بسیار بالا را گشودند.
Key figures
- Riccardo Giacconi
- Bruno Rossi
- Hans Wolter
Related topics
Seminal works
- seward2010
- longair2011
- giacconi1962
Frequently asked questions
- چگونه تلسکوپهای پرتو ایکس تصاویر را تشکیل میدهند اگر پرتوهای ایکس از آینههای معمولی عبور کنند؟
- پرتوهای ایکس تنها زمانی که با زاویههای بسیار کم به سطحی برخورد میکنند، به طور مؤثر بازتاب میشوند. بنابراین، تلسکوپهای پرتو ایکس از مجموعهای از آینههای تو در تو و بشکهای شکل استفاده میکنند که پرتوها در امتداد آنها حرکت میکنند و به تدریج آنها را به یک نقطه کانونی مشترک خم میکنند، این پیکربندی به عنوان اپتیک با زاویه تابش کم یا ولتر شناخته میشود.
- چگونه میتوان پرانرژیترین پرتوهای گاما را از سطح زمین مطالعه کرد؟
- چنین پرتوهای گامایی بسیار نادر و پرانرژی هستند که نمیتوان آنها را مستقیماً با ماهوارهها شناسایی کرد. هنگامی که یکی از آنها به جو برخورد میکند، آبشاری از ذرات تولید میکند که فلاش ضعیفی از نور چرنکوف ساطع میکنند، که آرایههای تلسکوپ زمینی آن را تصویربرداری میکنند تا انرژی و جهت پرتو گاما را بازسازی کنند.