宇宙線

オリジン

その起源は正確にはわかっていない。多くの一次宇宙線は、大質量星の超新星爆発に由来するという証拠がある。しかし、これが唯一の発生源とは考えられていない。活動銀河核もおそらく宇宙線を発生させている。.....

二次宇宙線

宇宙線のエネルギーは10²⁰ eVにもなり、人工の粒子加速器が生成できる10¹² から 10¹³ eVよりはるかに高い。宇宙線の粒子が地球の大気圏に突入すると、酸素や窒素の分子など他の粒子にぶつかる。このため、軽い粒子のシャワー、いわゆる「エアシャワー」が発生する。

エアシャワーで作られる粒子の数は、数十億個に達します。シャワーに含まれるすべての粒子は、最初の粒子の軌道の約1度以内にとどまる。シャワーの中には、X線、ミューオン、陽子、アルファ粒子、パイ中間子、電子、中性子などが含まれます。

このような衝突で生成される典型的な粒子は、中性子と、正または負のパイ中間子やカオンのような荷電中間子である。これらのうちいくつかはミューオンに崩壊する。これらは地表に到達することができ、浅い地雷の中にもいくらか侵入することができます。ミューオンは多くの種類の粒子検出器で簡単に検出することができます。異なる検出器で同時に粒子の二次的なシャワーを観測すると、すべての粒子がその事象から来たものであることがわかります。

実用上の重要性

地球化学への影響

宇宙線は、地球大気中の炭素14など特定の不安定な同位体を継続的に生成する反応に関与しています。

n +¹⁴ N → p +¹⁴ C

宇宙線は、少なくとも過去10万年間、1950年代初頭に地上核実験が始まるまで、大気中の炭素14の濃度をほぼ一定（70トン）に保っていました。このことは、考古学で用いられる放射性炭素年代測定に用いられる重要な事実です。

宇宙船への影響

宇宙線は、地球の大気や磁場に守られていないところでは、マイクロエレクトロニクスや生命体にダメージを与えるため、実用上非常に興味深いものである。