Crossing Borders with Shakespeare since 1945
doc. Mgr. Šárka Havlíčková Kysová, Ph.D.
Dne 2. listopadu se uskuteční Den národních výzkumných infrastruktur 2017, registrace je otevřena. Hostitelskou organizací je pro tento rok CEITEC Masarykovy univerzity v Brně. Jednací jazykem je angličtina.
Mezinárodní konferenci s názvem 18th International Symposium on Laser Aided Plasma Diagnostics pořádá Ústav Fyziky plazmatu AV ČR, Oddělení tokamak COMPASS ve dnech 24. – 28. září 2017 v Praze. Konference hostí řadu světových fyziků a chemiků z různých oblastí laserové diagnostiky plazmatu, včetně fyziky jaderné fúze, laserové fyziky a nízkoteplotní plazmové chemie a fyziky. Cílem sympozia je vytvořit platformu pro výměnu zkušeností a diskuse pokrývající všechny oblasti laserové diagnostiky plazmatu včetně průmyslových aplikací (životní prostředí, lékařství, plazma v kapalinách a další aplikace). Jedním z hlavních témat konference jsou i nové trendy ve vývoji přístrojového vybavení potřebného k laserové diagnostice plazmatu. Více informací o konferenci a program nalezne zde.
Vědecké sdružení provozující astročásticovou Observatoř Pierra Augera v Argentině zveřejnilo 22. září 2017 zásadní vědeckou publikaci v prestižním časopise Science. V této práci jsou prezentovány experimentální důkazy toho, že částice kosmického záření s extrémně vysokými energiemi (milión krát vyššími, než jaké dokážeme připravit na největším pozemském urychlovači LHC) k nám přilétají ze zdrojů mnohem vzdálenějších než jakákoliv část naší Galaxie. Již od doby, kdy byla v 60. letech minulého století potvrzena existence částic kosmického záření s energiemi dosahujícími až několik joulů, si vědci kladli otázku, zda se zdroje těchto částic nacházejí v naší Galaxii nebo mimo ni. Padesát let stará záhada byla nyní vyřešena za pomoci částic se střední energií 2 jouly, zaznamenaných největší observatoří kosmického záření, jaká byla kdy postavena, což je právě Observatoř Pierra Augera. Jak bylo zjištěno, částic s tak velkou energií přilétá z jedné strany oblohy přibližně o 6 procent více než z protilehlé a směr tohoto přebytku se odchyluje o 120 stupňů od směru ke středu naší Galaxie. Profesor Karl-Heinz Kampert z univerzity ve Wuppertalu, mluvčí Observatoře Pierra Augera, k objevu říká: „Nyní jsme výrazně blíže k vyřešení záhady původu těchto podivuhodných částic. To je pro astrofyziku otázka značného významu. Naše pozorování přinášejí přesvědčivý důkaz, že místa urychlení částic na tak velké energie se nacházejí mimo naší Galaxii.“ Profesor Alan Watson z univerzity v Leedsu, emeritní mluvčí sdružení, se domnívá, že nový výsledek je „jeden z nejvíce vzrušujících, které jsme na Observatoři Pierra Augera získali, a navíc takový, který řeší problém, na nějž jsme se spolu s Jimem Croninem zaměřovali, když jsme před 25 lety společně navrhovali stavbu Observatoře.“ Umělcovo zpracování obrazu spršky kosmického záření dopadající do Čerenkovova detektoru na Observatoři Pierra Augera (credit: A. Chantelauze, S. Staffi, L. Bret). Částice kosmického záření jsou jádra chemických prvků od vodíku (v tom případě jde o jednotlivé protony) po jádra železa. V oblasti energií nad 2 jouly je četnost jejich příletu nízká, jen v řádu 1 částice na kilometr čtvereční za rok, což odpovídá asi jedné částici na plochu fotbalového hřiště za století. Tak vzácné částice můžeme detekovat jen prostřednictvím spršek sekundárních částic – elektronů, hadronů, fotonů a mionů – které se produkují v interakcích s jádry atomů v zemské atmosféře. Takové spršky se šíří vzduchem téměř rychlostí světla a mají podobu jakéhosi disku či „talíře“ o průměru až několik kilometrů. Obsahují přes deset miliard částic. Na Observatoři Pierra Augera jsou částice z těchto spršek detekovány s využitím Čerenkovova záření, které vyprodukují v několika z 1600 detektorů rozmístěných na ploše 3000 čtverečních kilometrů v západní Argentině. Každý takový detektor obsahuje 12 tun vody, v níž se Čerenkovovo záření při průletu částic vytváří; pokrytá plocha odpovídá přibližně rozloze Karlovarského nebo Libereckého kraje. Časy příletů částic do jednotlivých detektorů se měří s vysokou přesností za pomoci systému GPS, což umožňuje určit směr příletu původní částice kosmického záření s přesností jednoho stupně. Fyzikové na Observatoři Pierra Augera studovali více než 30 tisíc částic kosmického záření a odhalili anizotropii jejich směru příletu mířící do míst, kde se nachází relativně velké množství vzdálených galaxií. Statistická významnost pozorování je 5,2 standardní odchylky, to odpovídá pravděpodobnosti náhody přibližně 1 ku 5 milionům. Přestože tento objev jasně ukazuje na extragalaktický původ částic, konkrétní zdroje kosmického záření z něj vyvozovat nelze – ukazuje pouze na širší část oblohy, z níž částice pocházejí, neboť i při takto velkých energiích mohou být po cestě od zdroje k nám odkloněny magnetickými poli ve vesmíru až o několik desítek stupňů od jejich původního směru letu. Žádná z realistických konfigurací galaktického magnetického pole ovšem neodpovídá situaci, kdy by zdroje záření ležely v rovině Galaxie nebo v jejím středu, musí tedy být nutně extragalaktického původu. V přírodě se vyskytují částice kosmického záření s ještě většími energiemi, než má většina částic využitých v této studii, některé až s energií dobře odpáleného tenisového míčku. Odchylky v letu těchto částic způsobené magnetickými poli jsou menší, a tak by směry jejich příletu měly lépe ukazovat na místa jejich původu. Takové částice jsou však ještě vzácnější a výzkumy snažící se odhalit jejich zdroje stále probíhají. Schopnost určit, o jaký druh částice jde, je v takovém výzkumu klíčová a právě tu výrazně zlepší probíhající modernizace Observatoře. Na stavbě a provozu Observatoře Pierre Augera se podíleli a podílejí i čeští vědci téměř od samého začátku experimentu. Konkrétně jde o pracovníky Fyzikálního ústavu AV ČR, v. v. i., Univerzity Karlovy v Praze a Univerzity Palackého v Olomouci. Nejvýznamnějším českým příspěvkem ke stavbě Observatoře byla dodávka a instalace zrcadel pro více než polovinu dalekohledů fluorescenčního detektoru. Čeští vědci se však podílejí a i na dalších úkolech, jako je zajišťování provozu Observatoře, analýza dat především z hlediska hledání zdrojů kosmického záření a určování druhů přilétajících částic, ale i sledování průzračnosti atmosféry a dalších technických parametrů experimentu. Tato publikace je již druhá práce Observatoře v časopisu Science, ta první byla na titulní stránce v listopadu roku 2007. Účast České republiky na Observatoři Pierra Augera je dlouhodobě podporována MŠMT ČR. V současné době se jedná o projekt velkých infrastruktur MŠMT ČR LM2015038 a EU-MŠMT CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_013/0001402. Analýza dat je podporována projektem MŠMT ČR LG15014. Dušan Mandát, Petr Trávníček Text převzatý z FZÚ
Ve čtvrtek 31. srpna 2017 při testování v Ústavu jaderné fyziky Polské akademie věd (IFJ-PAN) v Krakově zaznamenal prototyp dalekohledu SST-1M (plánovaná součást budoucí observatoře Cherenkov Telescope Array – CTA) první události s vysokoenergetickými fotony přilétajícími z vesmírných zdrojů. SST-1M je navržen jako jeden z malých teleskopů CTA (SST – Small-Sized Telescopes), který detekuje vysokoenergetické fotony s energiemi od 1 do 300 TeV (teraelektronvoltů). Po instalaci polské mechaniky teleskopu a zrcadlových segmentů dodaných českými pracovišti a po adjustaci optického systému olomouckými odborníky byla na sklonku srpna v Krakově instalována kamera dodaná Univerzitou v Ženevě. Bylo třeba otestovat elektroniku a prověřit bezpečnost provozu teleskopu v podmínkách místní atmosféry s vysokou vlhkostí. Na instalaci kamery se můžete podívat zde: https://youtu.be/WJzN9poS-Bw V noci z 31. srpna na 1. září se operátoři v Ženevě dálkově připojili k ovládání dalekohledu a začali sledovat dva zdroje emitující fotony gama (dvě černé díry) pomocí digitální kamery teleskopu. Během několika vteřin byly nastaveny souřadnice prvního zdroje a teleskop se přesunul do směru pozorování. I přes světlo Měsíce a parazitní světlo z města bylo pomocí kamery pořízeno více než 5 milionů záznamů událostí a 330 GB dat za méně než 1,5 hodiny prvního testovacího provozu. Jednu z mnoha prvních zachycených událostí můžete sledovat zde: http://www.isdc.unige.ch/~lyard/FirstLight/FirstLight_slowHD.mov „I když je stále potřeba dodatečné ladění a musí proběhnout další hodiny provozu před tím, než bude možné jasně posoudit skutečný výkon a schopnosti teleskopu SST-1M, je to důležitý milník pro náš projekt a jeho členy, kteří pět let tvrdě pracovali na designu a laboratorním testování, aby dosáhli tohoto úspěchu ,“ uvedla profesorka Teresa Montaruli, vedoucí projektu SST-1M. Tým teleskopu SST-1M tvoří pracovníci 12 institucí z 5 zemí (Česká republika, Irsko, Polsko, Švýcarsko a Ukrajina). Projekt je veden Ženevskou univerzitou (vedoucí projektu prof. T. Montaruli, projektový manažer Dr. D. della Volpe, elektronika M. Heller). Kontrolu kvality zajišťuje je M. Stodulská, IFJ-PAN. Za systém optiky teleskopu je zodpovědný český partner (SLO FZÚ AV ČR a UP Olomouc, vedoucí pracovní skupiny optiky M. Pech). Polští partneři navrhli a postavili montáž teleskopu, její ovládání a plně digitální elektroniku kamery (vyvinutou především Ing. K. Zietarou). Český partner zajišťuje optiku teleskopu a mj. dodává a testuje zrcadlové segmenty. Švýcarští partneři navrhli a realizovali mechaniku kamery a detekční systém založený na nové technologii využívané v astronomii vysokoenergetických fotonů gama – silikonových fotonásobičích (SiPMs). SST-1M je jedním z trojice navrhovaných teleskopů SST, které jsou konstruovány a testovány pro instalaci na jižní observatoři CTA. Využívá zrcadlovou plochu o průměru 4 m (ohnisková vzdálenost 5,6 m) sestavenou z šestiúhelníkových segmentů. Kamera teleskopu (na obrázku vpravo) využívá přibližně 1300 pixelů citlivých na světlo v ultrafialové oblasti (SiPMs s časovým rozlišením řádově 500 pikosekund) pro konverzi světla na elektrický signál, který je pak digitalizován a zaznamenán. Teleskopů SST bude na CTA více než všech ostatních typů teleskopů. Budou rozmístěny na ploše několika čtverečních kilometrů na observatoři na jižní polokouli (Chile – Paranal). Vzhledem k tomu, že spršky sekundárních částic generované vysokoenergetickými fotony gama (energie v rozmezí několika TeV až 300 TeV) produkují velké množství čerenkovského světla, postačí vybudovat dalekohledy s malou zrcadlovou plochou. Velké množství teleskopů SST rozložené na velké ploše zajistí CTA schopnost detekovat záření gama s vysokými energiemi. Česká účast na projektu SST-1M Odborníci z České republiky, konkrétně z Fyzikálního ústavu AV ČR (FZÚ), Společné laboratoře optiky UP Olomouc a FZÚ AV ČR (SLO) a z Univerzity Karlovy, se podílejí na vývoji teleskopu SST-1M již od roku 2015. Český partner byl přizván na základě předchozích zkušeností s podobnými projekty (Pierre Auger Observatory, CAT, CELESTE aj.) ke spolupráci na designu, testování, optimalizaci a budování tohoto typu teleskopu. Mgr. Miroslav Pech, Ph.D., je vedoucím skupiny odpovědné za celou optickou část tohoto teleskopu. Český tým dodává velké zrcadlové segmenty (vyráběné v laboratořích SLO Olomouc). Jsou to hexagonální skleněné segmenty potažené tenkou reflexní vrstvou optimalizovanou na ultrafialovou oblast elektromagnetického spektra. V ČR se dále provádějí optické simulace, optimalizace, navrhují a vytvářejí se podpůrné systémy a metody pro správnou funkci teleskopu. Vyvíjejí se nové postupy adjustace a kontroly pozic a orientace jednotlivých zrcadlových segmentů. ČR se také podílí na vývoji pointace a kontroly stability celého optického systému. Účast ČR je zajištěna MŠMT ČR v rámci projektu velkých infrastruktur LM2015046 a EU-MŠMT CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_013/0001403. Další projekt MŠMT ČR LTT17006 podporuje nyní probíhající vědecké analýzy prvních dat prototypu. Dušan Mandát, Petr Trávníček Text převzatý z FZÚ