Vizualizacija pljuskova kozmičkih čestica u atmosferi iz perspektive Černekovljevih teleskopa

1 Uvod
1.1   O astročestičnoj fizici
Već od početaka civilizacije, promatranje neba je imalu važno mjesto u životu ljudi i napretku
društva te se razvijalo uz astronomska otkrića i tehnologiju. Od ranih kamenih instrumenata koji su
signalizirali najbolje doba za sjetvu, preko optičkih teleskopa, do modernih gama‐kamera i
Čerenkovljevih detektora, cilj je ostao isti ‐ razumijevanje prirodnih procesa u svemiru i njihovog
utjecaja na nas.
Razvoj fizike donosi nove metode i načine proučavanja neba. Već u sedamnaestom stoljeću,
za nalaženje putanja planeta otkrivenih optičkim instrumentima, bilo je potrebno poznavanje više
disciplina: optike i gravitacije. I danas svemir proučavamo iz aspekata mnogih grana fizike:
kozmologije, fizike čestica, astrofizike i astronomije. Spajanjem tih grana, nastala je moderna
disciplina ‐ astročestična fizika1
.
Astročestična fizika se bavi pitanjima porijekla kozmičkih zraka, tamne tvari i prirodom
gravitacije i svemirskih objekata. Eksperimentalni aspekt astročestične fizike uključuje detekciju
neutrina, gama‐zraka, kozmičkih zraka te traganje za tamnom tvari i izravnom detekcijom
gravitacijskih valova.
Otkrića i uspjesi u području astročestične fizike u zadnjih dvadesetak godina čine to polje
dinamičnim i interesantnim. Neka od njih su:
‐ objašnjenje porijekla dugih provala gama‐zraka (eng. long GRB, long gamma ray burst), one nastaju
kolapsom jezgre supernove u crnu rupu u dalekim galaksijama [1].
‐ neutrini imaju masu ‐ prvo eksperimentalno odstupanje od standardnog modela [2]
‐ 2002. godine su Ray Davis i Masatoshi Koshiba dobili Nobelovu nagradu za fiziku za detekciju
kozmičkih neutrina, sa Sunca i supernove SN1987A u Velikom Mageljanovom oblaku [3]
‐ 2006. godine su John C. Mather i George F. Smoot osvojili Nobelovu nagradu za otkriće oblika i
anizotropije kozmičkog pozadinskog mikrovalnog zračenja [4]
Budućnost astročestične fizike nosi odgovore na brojna bitna fizikalna pitanja, što je u Europi
u doba pisanja ovoga rada i prepoznato. Ulaganja u detektore gravitacijskih valova obećavaju izravnu
detekciju gravitacijskih valova unutar pet godina te dokaz ili odbacivanje WIMP teorije tamne tvari
unutar deset godina. Također, planirano je ulaganje u Čerenkovljeve detektore gama‐zraka energija
reda veličine TeV i brojni eksperimenti orijentirani na detekciju neutrina, koji za cilj imaju detaljnije
proučiti CP‐narušenje. [5]