Vysoko-energetické kosmické záření
Nejenergetičtější částice si nedokáže vyrobit člověk v urychlovačích, ale musí úspěšně detekovat ty přicházející z vesmíru. Výzkum kosmického záření stál u zrodu částicové fyziky před více než sto lety a stále patří k zásadním pilířům zkoumání nejmenších částic hmoty.
Odpovědět na klíčové otázky této části astročásticové fyziky se přitom daří až nyní, v posledních několika letech. Má spektrum kosmického záření nějaký konec? Jaké nejenergetičtější částice ve vesmíru existují? Jaké je chemické složení vysokoenergetického kosmického záření? Jakých nejvyšších energií dosahují gama fotony? Jaké jsou zdroje rekordně energetických částic. První solidní odpovědi konečně, po dlouhém čekání, dává až nejnovější generace detektorů kosmického záření.
Na předním místě v rámci zkoumání kosmického záření v posledních dvou dekádách stojí mezinárodní Observatoř Pierra Augera. Ta je umístěna v pampě pod Andami na západě Argentiny a rozkládá se na ploše cca 3000 km2. Právě Observatoři Pierra Augera se podařilo v posledních letech jednoznačně potvrdit konec energetického spektra kosmického záření a získat první informace o typu přicházejících částic s obřími energiemi a o jejich možných zdrojích.
Observatoř Pierra Augera s naznačenou sprškou kosmického záření.
Klíčovou roli v rámci této observatoře hrají vědci z FZU, kteří mají na starosti značnou část fluorescenčního detektoru observatoře a zařízení pro atmosférický monitoring. Mnoho aktivit, včetně provozu robotických dalekohledů na observatoři probíhá v těsné spolupráci s vědci z ASU, dále pak z Univerzity Palackého, z Univerzity Karlovy a z ČVUT. Rádi bychom se v tomto tématu zasadili o širší a intenzivnější popularizaci nejenergetičtějšího kosmického záření a metod jeho detekce jak na školách - základních, středních i vysokých, tak mezi širokou veřejností.
Velmi zajímavá je i problematika fotonů s nejvyššími energiemi. Na ty se zaměřují observatoře využívající buď zobrazovacích nebo celooblohových Čerenkovových detektorů. V oblasti zobrazovacích detektorů zaujímá čelné místo Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), v jejímž rámci spolupracují vědci FZU, ASU a Univerzity Karlovy a Univerzity Palackého. Atmosférický monitoring již probíhá jak na jižní větvi observatoře (pozemky ESO v Chile na Paranalu), tak na severní větvi observatoře (Observatoř Roque de los Muchachos, La Palma, Kanárské ostrovy, Španělsko). Měření s využitím prototypu teleskopu LST (s průměrem zrcadla 21 metrů) již probíhá na La Palmě. CTAO se dotýká též téma Velké pozemní observatoře.
Pozoruhodný je pak též projekt SWGO (Southern Wide-field Gamma Observatory), kde je účast vědců z České republiky rovněž klíčová. Jedná se o nový a moderní koncept observatoře pro celooblohovou detekci nejenergetičtějšího gama záření, která by měla být v nejbližších letech vybudována ve výšce nad 400 metrů nad mořem v Andách v Jižní Americe (kandidátská místa jsou v Argentině, Bolívii a Peru). Čeští vědci z FZU, ASU, Univerzity Karlovy, Univerzity Palackého a ČVUT se podílejí na výběru nejvhodnějšího místa, na atmosférickém monitoringu a na finalizaci designu observatoře. V rámci strategie očekáváme intenzivní popularizaci této metody detekce gama fotonů, realizaci workshopů a studentských stáží.
V oblasti detekce fotonů s extrémně vysokých energií lze zmínit též projekt SST-1M, tedy instalaci dvou zobrazovacích Čerenkovových teleskopů na ASU v Ondřejově, které slouží k ověření vlastností nového typu designu teleskopů a nejnovějšího a nejvýkonnějšího modelu digitálních kamer. Z ČR na projektu pracují společně FZU, ASU a Univerzita Palackého.
