Fyzikální ústav Akademie věd ČR

Pracovníci oddělení se zabývají také astročásticovou fyzikou jako oborem na pomezí částicové fyziky a astrofyziky. Zejména se pak zaměřují na studium kosmického záření extrémních energií. Tyto vzácné události vyžadují detekční pole obrovských rozměrů, jaké v současné době nabízí pouze observatoř Pierra Augera - největší experiment pro detekci kosmického záření ultravysokých energií na světě.

Observatoř Pierra Augera - Studium kosmického záření o extrémních energiích
Zařízení měří rozsáhlé atmosférické spršky kosmického záření, které vznikají jadernými interakcemi primárních kosmických částic s jádry některého plynu ve vzduchu. Observatoř poprvé v historii kombinuje dvě detekční techniky - pole povrchových detektorů a fluorescenční teleskopy. Na práci observatoře se naši pracovníci podílejí především výstavbou a provozem fluorescenčních teleskopů, analýzou měřených spršek kosmického záření a také monitoringem kvality atmosféry, nezbytným pro správnou rekonstrukci jednotlivých událostí. K tradičním tématům skupiny patří studium jádro-jaderných interakcí odehrávajících se ve sprškách kosmického záření při energiích mnohonásobně převyšujících možnosti současných urychlovačů, jakož i testování předpovědí různých modelů těchto jaderných srážek přímo na datech měřených spršek. Studujeme také šíření nabitých částic extrémních energií vesmírem a vliv magnetických polí na směr jejich příletu.
WWW stránky české skupiny projektu Auger: http://www-hep2.fzu.cz/Auger/cz/

Do oblasti astročásticové fyziky spadají i další dvě témata:

AIRFLY
V rámci projektu AIRFLY (AIR FLuorescence Yield) se skupina podílí na experimentu zpřesňujícím nejdůležitější parametr rekonstrukce energie spršky kosmického záření - fluorescenční zisk ve vzduchu. Měření se provádějí na urychlovačích ve Frascati (Italie), Argonne (USA) a Fermilab (USA) za použití plynem plněných komor s kontrolovanými termodynamickými podmínkami. Cílem je stanovit fluorescenční zisk jako funkci atmosférických podmínek (teploty, tlaku a vlhkosti) a také určit fluorescenční spektrum.

LSST (Large Synoptic Survey Telescope)
V rámci projektu LSST (Large Synoptic Survey Telescope) je konstruován největší přehlídkový dalekohled na světě. Dalekohled s průměrem primárního zrcadla 8,4 m, zorným polem 10 stupňů čtverečních a s 3,2 gigapixelovou CCD kamerou by měl být dokončen v roce 2014. S těmito parametry bude dalekohled schopen zmapovat celou oblohu za pouhé tři noci, během 10 let tedy pořídí snímek každého místa aspoň 300krát a vytvoří tak "film hlubokého vesmíru". Konkrétně proměří několik miliard nejbližších galaxií, zachytí několik set tisíc supernov a identifikuje na 90% planetek větších než 140 metrů ve Sluneční soustavě. Tento projekt se někdy přirovnává k současné částicové fyzice z důvodu obrovského množství produkovaných dat (30 TB za noc), kvantitou i způsobem zpracování podobných těm, která se budou každý den produkovat na experimentech na LHC.
Ve Fyzikálním ústavu AV ČR se podílíme ve spolupráci s Brookhaven National Laboratory (BNL) v USA a s Laboratoire physique de nucléaire et des hautes énergies (LPNHE) ve Francii na výběru a testování CCD čipů pro kameru teleskopu LSST.

Významné výsledky:

1. Correlation of the highest energy cosmic rays with nearby extragalactic objects. By Pierre Auger Collaboration (J. Abraham et al.). FERMILAB-PUB-07-579-AD-CD-E-TD, Nov 2007. 22pp. Published in Science 318:938-943,2007. e-Print: arXiv:0711.2256 [astro-ph]
   
2. Observation of the suppression of the flux of cosmic rays above 4x10^19eV. By Pierre Auger Collaboration (J. Abraham et al.). FERMILAB-PUB-08-314-A-CD-TD, Jun 2008. (Received Aug 8, 2008). 7pp. Published in Phys.Rev.Lett.101:061101,2008.
   
3. The galactic magnetic field and propagation of ultrahigh energy cosmic rays. Michael Prouza, Radomir Smida, (Prague, Inst. Phys.) . Jul 2003. 10pp. Published in Astron.Astrophys.410:1-10,2003.
   
4. Study of multi-muon bundles in cosmic ray showers detected with the DELPHI detector at LEP. By DELPHI Collaboration (J. Abdallah et al.). CERN-PH-EP-2007-008, Jun 2007. 22pp. Published in Astropart.Phys.28:273-286,2007.