أشعة كونية

كيف تخترق الأشعة الكونية المجال المغنطيسي الأرضي تستطيع جسيمات الأشعة الكونية الأولية وحتى تلك الأشعة ذات الطاقة المنخفضة، أن تدخل الغلاف الجوي الأرضي قرب القطبين بالمرور على امتداد خطوط المجال المغنطيسي. غير أنه بإمكان الجسيمات ذات الطاقة العالية

الاشعة الكونية

الأشعة الكونية جسيماتٌ عالية الطاقة، منشؤها الفضاء الخارجي. ويعتقد العلماء أن هذه الأشعة تملأ درب التبانة (اسم المجرة التي ننتمي إليها وتسمى أيضًا درب اللبانة)، وكذا المَجَرات الأخرى. وتتكون الأشعة الكونية من جسيمات تحت ذرية تحمل شحنة كهربائية، تمامًا مثل البروتونات والإلكترونات ونوى الذرات. وتتحرك هذه الجسيمات في الفضاء الخارجيّ بما يقارب سرعة الضوء ومقدارها 299,792كم/ث.

وهي جسيمات نووية ترد إلى الأرض من الفضاء الخارجي بطاقة هائلة تمكِّنها من اختراق ثخانات كبيرة من المادة. وتسمى أوليةً عند دخولها جو الأرض، وثانويةً بعد أن تقوم بالتفاعل معه.

يقيس الفيزيائيون طاقة الأشعة الكونية بوحدات تُسمًّى إلكترونفولت (إف). وتتراوح طاقة معظم الأشعة الكونية بين بضعة ملايين إلكترون فولت (ماف) وبضعة بلايين إلكترونفولت (جاف).

والواقع أنَّ بليون إلكترونفولت تضيء مصباح بطارية لمدة جزء من مائة مليون جزءٍ من الثانية تقريبًا. إلا أنَّ بروتون أشعة كونية له هذه الطاقة، يستطيع أن يخترق صفيحةً من الحديد سمكها نحو 60سم.

مصادر الأشعة الكونية

طيف الطاقة للآشعة الكونية.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 التاريخ

جاء اكتشاف الأشعة الكونية في مطلع القرن العشرين إثر دراسة سبب انفراغ كشَّاف كهربائي electroscope مشحون، فقد وجد أن انفراج وريقتي الذهب في الكشاف لا يلبث أن يزول دليلاً على ضياع شحنته الكهربائية، مع اتخاذ كل الاحتياطات المعروفة آنذاك لمنع ذلك. وبدا منطقياً أن تعزى هذه الظاهرة إلى وجود نوع من الإشعاع يؤيِّن الغاز الذي يملأ الكشاف الكهربائي، ذلك لأن الإشعاع الصادر عن المواد المشعة أو الأشعة السينية كان يولد الأثر ذاته في وريقتي الذهب. وعندما أشارت التجارب إلى أن معدَّل انفراغ الكشاف الكهربائي المشحون يزداد بالارتفاع عن سطح البحر تأكد أن منشأ الإشعاع المجهول ليس أرضياً بل كوني مما دعا العلماء عام 1926 إلى تسمية هذا الإشعاع بالإشعاع الكوني، كما تأكد تجريبياً أن بالإمكان تخفيف معدَّل انفراغ الكشاف الكهربائي المشحون إذا وضع الكشاف في نفق تحت الأرض أو في أعماق البحر، وقد أمكن التفريق بين صنفين من الأشعة الكونية التي تبلغ سطح الأرض، صنف أطلق عليه اسم المركًّبة اللينة soft component وهو صنف يكفي لامتصاصه عشرة سنتمترات من الرصاص، وصنف أطلق عليه اسم المركًّبة القاسية hard component وهو قادر على اختراق ثخانات من الرصاص تزيد على المتر.

 مصدر الأشعة الكونية

تنشأ الأشعة الكونية من مصادر عديدة في الفضاء. ويعتقد العلماء أنَّ النجوم المنفجرة المسماة السوبرنوفا، والنجوم عالية الكثافة المسماة المنبضات، تنتج كمياتٍ كبيرةً من الأشعة الكونية.كما أن بعض الأشعة الكونية تنتجها الشمس. لكنَّ الأشعة الكونية ذات الطاقة العالية جدًّا هي فقط التي تستطيع اختراق الغلاف الجويّ للأرض، وأقل من واحد في المليون من الأشعة المُخْتَرقة هو الذي يصل إلى سطح الأرض دون أن يصطدم بذرة في الهواء. وتؤدي هذه التصادمات إلى تحطيم كلٍّ من الشعاع الكونيّ والذرة، مولدًا فيضًا من الجسيمات تحت الذرية ذات الطاقة العالية. تصل بعض هذه الجسيمات بالفعل إلى سطح الأرض، بل إن منها ما يخترق الأرض إلى عمقٍ كبير. يطلق على الأشعة الكونية التي تتولد في الفضاء الخارجي اسم الأشعة الكونية الأولية، بينما يُطلق على الفيض المتولِّد في الغلاف الجويّ اسم الأشعة الكونية الثانوية.

ويهتم العلماء بدراسة الأشعة الكونية، لأنها تمدُّنا بعينة من مادة انتقلت عبر الفضاء لملايين من السنين الضوئية. والسنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنةٍ واحدة، وهي تقريبًا 9,46 تريليون كم. ولقد أتاحت أبحاث الأشعة الكونية للعلماء أن يعرفوا الكثير عن الظروف الفيزيائية في المناطق البعيدة عن المجموعة الشمسية.

 الأشعة الكونية الأولية

وتسمى أيضًا الأوليات. وهناك نوعان من الأوليات هما المجرية والشمسية. وتشير التحريات العلمية إلى أن (90%) من الأشعة الكونية التي تصل إلى الأرض تنشأ من مجرتنا، كما أن خصائصها تدل على أنها نشأت عن انفجار نووي حراري في بعض النجوم. وتتكون هذه الجسيمات حين تصل إلى أعالي الغلاف الجوي الأرضي من بروتونات (91.5%) وجسيمات ألفا (α) أي نوى الهليوم (7.8%). ومن نوى ثقيلة كالليثيوم والحديد وغير ذلك (0.7%). وتم التحقق من ذلك بإرسال مناطيد تحمل ألواح تصوير خاصة عليها مستحلبات نووية nuclear emulsions فسجلت تفاعلات نووية مع جسيمات أولية قادمة من الفضاء الخارجي. ولوحظ من دراسة تغير شدة الأشعة الكونية عند سطح البحر مع تغير خط العرض أن هذه الشدة تنخفض بنسبة 10% عند خط الاستواء بالموازنة بينها وبين شدتها عند القطبين. وأمكن تعليل ذلك عن طريق الأفعال المتبادلة بين الجسيمات الأولية المشحونة والحقل المغنطيسي الأرضي. فالجسيم المشحون الذي يرد أحد قطبي الأرض لا يعاني أي انحراف، في حين يعاني الجسيم المشحون الوارد باتجاه خط الاستواء انحرافاً عمودياً على كل من منحى حركته ومنحى الحقل المغنطيسي الأرضي مما يقلل من فرصة بلوغه الغلاف الجوي الخارجي وبالتالي من فرصة تفاعله مع ذرات الهواء وتوليد أشعة كونية ثانوية نتيجة ذلك. ودلت القياسات على أن 5% من سيل الأشعة الكونية الأولية يمكن كشفه على ارتفاع عشرة كيلومترات وأن 35% منها يمكن كشفه على ارتفاع عشرين كيلو متراً، وأن طاقة جسيم واحد من هذه الجسيمات الأولية قد تبلغ 1810 إلكترون فولط أي عُشر الجول تقريباً.

 الأشعة الكونية المجرِّية

وتأتي هذه الأشعة من خارج المجموعة الشمسية، وهي تُشِّكل معظم الأوليَّات. في أثناء فترات خمول الشمس، يسقط في المتوسط شعاعٌ كونيُّ مجرِّيُّ واحد على كل سنتيمتر مربع من السطح الخارجيّ للغلاف الجويّ في الثانية.

تتكوَّن الأشعة الكونية المجرية من نوى الذرات بنسبة 98%، والنسبة الباقية وهي 2% مكونة من إلكترونات وبوزيترونات، وهي إلكترونات تحمل شحنة موجبة. أما النوى، فمنها البروتونات (نوى الهيدروجين) بنسبة 87% تقريبًا، ومنها نوى الهيليوم بنسبة 12%، والباقي هي نوى كل العناصر الأثقل من الهيليوم.

يعتقد الفيزيائيون أنَّ معظم الأشعة الكونية اكتسبت طاقتها العالية نتيجة لتسارعها بسبب موجاتٍ صدميةٍ صادرة عن السوبرونوفا (فائق الاستعار) أو بسبب وجود مجالات مغنطيسية قوية حول النابضات. ويمكن أيضًا للأشعة الكونية المَجَريَّة أن تكتسب طاقةً نتيجةً لتصادماتها مع تصدعاتٍ متحركة في المجالات المغنطيسية الواقعة في الفضاء البيني للنجوم. ويمكن تصوير المجال المغنطيسي على أنه مجموعة خطوط تخيلية للقوة المغنطيسية تمتد في الفراغ حيث تستطيع الجسيمات أن تتحرك بيسر على خطوط المجال مثلما تتحرك حُبَيبات مسبحة على خيطها، إلا أنَّ الجسيمات تقابل صعوبةً في الانتقال عبر الخطوط. وعندما يتحرك أحد خطوط المجال، تتحول بعض الطاقة الناشئة عن حركته إلى الجسيمات المتحركة عليه.

ومتى تسارعت الأشعة الكونية المجريَّة في مجرتنا، فإنها تظلُّ في المتوسط لمدة عشرة ملايين سنة تنتقل عشوائيَّا في المجالات المغنطيسية للمجرة، ومصيرها في النهاية إمَّا الهروب من المجرة، أو فُقدان سرعتها نتيجةً لتصادمها مع مادة الفراغ البيني للنجوم.

تعمل الرياح الشمسية على منع بعض الأشعة الكونية المجريِّة من دخول المجموعة الشمسية، وتتكون هذه الرياح من ذرات مشحونة كهربائيًّا تنطلق خارجة من الشمس إلى المجموعة الشمسية. يُصاحب الرياح الشمسية مجالٌ مغنطيسيٌّ يمنع كثيرًا من الأشعة الكونية المجريَّة من دخول المجموعة الشمسية. ويصدق هذا، على وجه الخصوص، في فترات النشاط المتزايد على سطح الشمس. ومن ثم، يقلُّ تركيز الأشعة الكونية المجرية بالقرب من الأرض كلما زاد النشاط الشمسيّ، وهذا ما يحدث دوريَّا كل إحدى عشرة سنة فيما يُسمَّى دورة الكلف الشمسي. كلف الشمس.

 الأشعة الكونية الشمسية

وتصدر عن الشمس أثناء التوهج الشمسيّ. والتوهج الشمسيّ هو فورانٌ على سطح الشمس له مظهر خلاَّب، ويحدث على وجه الخصوص أثناء فترات النشاط العالي في دورة الكلف الشمسيّ. وتكون طاقة الجسيمات المُطْلقة في هذه التوهُّجات في حدود بضع مافات (mev) إلا أنَّ طاقة الجسيمات المطلقة في توهجات كبيرة قد تصل إلى بضع جافات(gev). وأكثر الأشعة الشمسية هي البروتونات، ذلك أنَّ بعضها يتكون من النوى الثقيلة، ويتكوَّن بعضها من الإلكترونات.

جسيمات أخرى ذرية (ذات طاقة عالية) في الفضاء. تصل طاقة بعض الجسيمات المسرَّعة في الغلاف المغنطيسي للأرض إلى بضع مافات. والغلاف المغنطيسي هو منطقة الفضاء التي يشغلها المجال المغنطيسيّ للكوكب. ولكلٍّ من كواكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتونْ غلافٌ مغنطيسي تتسارع فيه الجسيمات لطاقة تبلغ عدة مافات، لكن معظم الجسيمات تظل أسيرة الغلاف المغنطيسي للكوكب مكونةً أحزمة من الإشعاع حوله.

كذلك تعمل الموجات الصدمية من الرياح الشمسية على تسارع الجسيمات إلى بضع مافات. تتولد هذه الموجات الصدمية من التوهج الشمسيّ أو من التيارات السريعة في الرياح الشمسية التي تسلك سلوك العاصفات والنفاثات.

 الأشعة الكونية الثانوية

لا يبلغ سطح الأرض من الإشعاعات الكونية الأولية إلا ما ندر، فمعظمها يصطدم بذرات الغلاف الجوي مولداً إشعاعات كونية ثانوية. ويمكن القول إن جسيماً ثانوياً واحداً يرتطم على سطح الأرض بمساحة كمساحة ورقة الكتابة في كل ثانية وسطياً.

والأشعة الكونية الثانوية، أو الثانويَّات، تنتج عن تصادم الأشعة الكونية الأولية بالنّوى الذرية الموجودة في الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض.

ينشأ عن هذه التصادمات تفتُّت الأوليَّات وتحوُّل جزء من طاقتها إلى جسيمات تحت ذرية. يتصادم عددٌ من الجسيمات الجديدة بالنّوى الأخرى في الغلاف الجويّ منتجةً المزيد من الجسيمات. وتنتج مثل هذه التصادمات المتتالية فيضًا من الثانويات التي تحتوي على كافة أنواع الجسيمات تحت الذرية. وهذه الأشعة الكونية الثانوية توجد بدءًا من أعلى طبقات الجو، وحتى أعمق المناجم في الأرض.

وتتألف الإشعاعات الكونية الثانوية من مزيج من جسيمات يدعى بعضها «الهِبرونات» hyperons وبعضها الآخر «الميزونات» mesons إضافة إلى الإلكترونات والبوزترونات وأشعة گاما والأشعة السينية. ويمكن أن يولد إشعاع كوني أولي سيلاً من الإشعاعات الكونية الثانوية يشبه إلى حد بعيد المظهر المتشعب الذي تولده ظاهرة البرق المألوفة. والميزون جسيم أثقل من الإلكترون وأخف من البروتون، ومن أنواعه الميزون مو μ وتقارب كتلته 200 مرة كتلة الإلكترون، والميزون بي π وتقارب كتلته 270 مرة كتلة الإلكترون. وقد تنبأ العالم الياباني يوكاوا Yukawa عام 1935 بوجود هذا الجسيم الأخير عقب اكتشاف الجسيم مو μ. وفي الواقع فإن الميزون π المتولد في أعالي الجو نتيجة تفاعل إشعاع كوني أولي مع الغلاف الجوي لا يلبث أن يتفكك مولداً الميزون μ وجسيماً معتدلاً يدعى النترينو ν.

وقد تكللت مساعي الإنسان في تسريع البروتونات والجسيمات الأخرى بما يسمى المسرِّعات حتى بلغت أخيراً طاقة تقارب طاقة الجسيمات الكونية الأولية، وأمكن بذلك توليد تفاعلات مماثلة للتفاعلات التي تحدث في الطبيعة وفي شروط دقيقة تسهل دراستها.

يعمل الغلاف الجويّ على إبطاء الثانويات، وعلى ذلك فلا يصل إلى الأرض إلا نسبة صغيرة. في المتوسط، يصل جسيم واحد إلى كل سنتيمتر مربع من سطح الأرض في الدقيقة. ومعظم هذه الجسيمات جسيمات تحت ذرية تُسَمَّى ميونات.

يؤثر المجال المغنطيسيّ للأرض على كثافة الثانويات في الغلاف الجويّ. وخطوط هذا المجال منحنيات من القطب المغنطيسيّ الشماليّ إلى القطب المغنطيسي الجنوبي ولا يستطيع اختراق المجال المغنطيسيّ بالقرب من خط الاستواء إلا الأوليّات ذات الطاقات العالية جدًّا؛ وذلك لأنها تُضطر هناك إلى عبور خطوط المجال. أما عند القطبين، فحتى الأوليات ذات الطاقة المنخفضة تستطيع أن تتحرك على خطوط المجال وتخترق الغلاف الجويّ. وعلى ذلك، فإنَّ كثافة الثانويات تكون أقل ما يمكن عند خط الاستواء، وتتزايد كلما اتجهنا نحو القطبين.

 الكشف عنها

ظل الآشعة الكونية للقمر، كما يشاهـَد في secondary muons المقروءة 700 م تحت الأرض، في المجس سودان 2.

 التفاعل مع الغلاف الجوي للأرض

 تأثير الأشعة الكونية

مستوى الإشعاع الناتج عن الأشعة الكونية على الأرض أقل بكثير من أن يسبِّب أضرارًا للكائنات الحية. يقيس العلماء جرعة الإشعاع بوحدة تُسَمَّى الراد، وتعتبر الجرعة طويلة المدى التي تزيد على بضعة رادات في السنة غير مأمونة. أما عند مستوى سطح البحر، فإنَّ الجرعة الناتجة عن الأشعة الكونية المجرية تقل عن عشرة رادات في السنة. على أن مستوى الإشعاع في الأحزمة الإشعاعية للأرض يمكن أن يشكِّل خطورةً على رجال الفضاء، كما أنه يضرُّ بالأجهزة. كذلك يحدث إشعاعٌ نتيجة تهيج شمسي شديد في أيّ مكان خارج الغلاف الجويّ. لذلك، يلزم تهيئة سفن الفضاء التي يحتمل تعرضها لمثل هذا الإشعاع بدروع تقيها منه. وتحاول مركبات الفضاء الحاملة للبشر أن تتجنب أحزمة الإشعاع وكذا حالات التوهج الشمسي الشديد.

يأتي أحد التأثيرات المفيدة للأشعة الكونية من تفاعل الثانويات مع نوى النيتروجين في الغلاف الجويّ للأرض. هذا التفاعل يُنتج نوعًا مشعًّا من الكربون يُسمَّى الكربون الإشعاعي. وتقوم الكائنات الحيَّة، باستمرار، بإدماج الكربون، بما في ذلك الكربون الإشعاعيّ، في خلاياها. ونظرًا لأن الكربون الإشعاعي يتحلل بمعدل ثابت، فإن القدر المتبقي منه في المادة الحية يدل العلماء على عمر هذه المادة. انظر: الكربون المشع.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 التأثير على الإلكترونيات

لقد تعرضت بعض مركبات الفضاء لمشاكل نتيجة لتأثير الأشعة الكونية المجرية على الدوائر الإلكترونية للمركبة. ويستطيع شعاعٌ كونيُّ منفرد نجح في اختراق قطعة صغيرة من دائرة أن يُغيِّر المعلومات المحفوظة على هذه القطعة. ويكاد يكون من المستحيل إيجاد حماية ضد الأشعة الكونية المجرية نظرًا لطاقتها العالية، ولذلك فقد اضطر العلماء والمهندسون إلى تطوير مكوِّنات للدوائر أقل حساسية لتأثيرات الأشعة الكونية.

 الأثر الفيزيولوجي

إن الطاقة الهائلة (1810 إلكترون فولط) التي يحملها جسيم ما من جسيمات الأشعة الكونية تمكِّنه بسهولة من اختراق جسم الإنسان من طرف إلى آخر. فالإنسان يتعرض كل لحظة، أينما كان إلى عدد من هذه الجسيمات، بيد أن التدفق الطاقي الإجمالي يبقى ضعيفاً، وبالتالي فلا خطورة منها، في حين أن بعض الإشعاعات الشمسية يمكن أن تؤلف خطراً شديداً على رواد الفضاء بسبب تدفقها العالي. أما على سطح الأرض فيمكن القول إن الغلاف الجوي الأرضي يحمي الناس من خطر تدفق الإشعاعات ذات الطاقة العالية.

 آليات مقترحة

 الأدلة من الكيمياء الأرضية والفيزياء الفضائية

تركزات ثاني أكسيد الكربون على مقياس 500 مليون سنة

التغير المناخي على مقياس 500 مليون سنة

 أبحاث الأشعة الكونية

 الدراسات الأولى

استعمل العلماء في أواخر القرن التاسع عشر الميلادي أجهزة تُسمَّى المناظير الإلكترونية (الكشافات الكهربائية) في دراسة النشاط الإشعاعيّ. وحتى عندما دُرِّعت الأجهزة ضد أكثر الأشعة قوةً، فإنها ظلَّت تسجل وجود نوعٍ مجهولٍ من الإشعاع النافذ. وفي عام 1912م، قام الفيزيائيّ النمساوي فيكتور هِسّ بحمل منظار إلكترونيّ على منطاد، فلاحظ أنَّ الإشعاع يتزايد مع الارتفاع. ومن ذلك، استنتج هس أنه لا بد أن يكون مصدر الإشعاع في الغلاف الجوي أو فيما وراءه. ولقد حصل هس على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1936م لاكتشافه الأشعة الكونية.

ظنَّ الفيزيائيون في البداية أنَّ الأشعة الكونية هي أشعة جاما. وفي أواخر العشرينيات من القرن العشرين، اكتشف العلماء أنَّ الأشعة الكونية تتأثر بالمجالات المغنطيسية بخلاف أشعة جاما وقد أوضح هذا التأثر أن الأشعة يجب أن تكون جسيمات مشحونة. وفي أواخر الأربعينيات، أوضحت الدراسة الضوئية للأشعة الكونية أنَّ الأوليَّات تتكون أساسًا من نوى الهيدروجين ونوى الهيليوم. وفي خلال الخمسينيات، درس الفيزيائيون تأثيرات الشمس على الأشعة الكونية. وفي عام 1961م، لاحظ هؤلاء الفيزيائيون لأول مرة وجود إلكترونات بين الأوليَّات. ومنذ الستينيات، فإنَّ سفن الفضاء قد مكَّنت العلماء من دراسة الأوليَّات خارج الغلاف الجوي وخارج المجال المغنطيسيّ للأرض.

 الأبحاث الراهنة

تتضمن الكثير من بحوث الأشعة الكونية المعاصرة الطبيعة الفيزيائية للنجوم والأجسام الأخرى في المجرات. وإذا ثبت ما يعتقده العلماء من أنَّ الأشعة الكونية تتسارع بفعل السوبرنوفا (فائق الاستعار) والنابضات، فإنه يمكن القول بأن هذه الجسيمات تمثل عيِّناتٍ من المادة الموجودة بالقرب من هذه الأجرام. وكذلك فإن دراسة مثل هذه الأشعة الكونية تساعد العلماء في التعرف على العمليات النووية التي تتم عندما ينفجر نجم سوبرنوفا وعلى الظروف بالقرب من أي نابض. وكذلك، فإنَّ أبحاث الأشعة الكونية تكشف عن الدلائل حول تركيب وتوزيع المادة والمجالات المغنطيسية التي تمر بها الأوليات في الفضاء البيني للنجوم.

ويجري حاليًّا تصميم أجهزة جديدة لإمدادنا بمعلومات أكثر تفصيلاً عن أصل الأشعة الكونية وتسارعها والمدى الذي تصل إليه. وسوف تمكننا هذه الأجهزة أيضًا من الفحص الأدق للتركيب النووي للأوليات المنخفضة الطاقة.

في الماضي كانت الأشعة الكونية الثانوية هي المصدر الوحيد للجسيمات تحت الذرية المستخدمة في الأبحاث. إلا أنَّ الفيزيائيين اكتشفوا خلال الفترة من الثلاثينيات إلى الخمسينيات من القرن العشرين كثيرًا من الجسيمات تحت الذرية بين الثانويات. ويستخدم الفيزيائيون حاليًّا أجهزة تُسمَّى مُعجلات الجسيمات في معظم أبحاث الجسيمات. غير أن دراسة الأشعة الكونية قد تكشف أنواعًا جديدة من جسيمات تحت ذرية توجد فقط عند طاقات أعلى بكثير من تلك التي يمكن للمُعجلات تحقيقها.

 العواصف المغنطيسية الشمسية والأشعة الكونية

يتضح مما سبق أن الأشعة الكونية الأولية تنحرف في الحقل المغنطيسي الأرضي وليس من المستغرب أن تحدث تغيرات في منحى هذه الأشعة وشدتها لدى حدوث عاصفة مغنطيسية أو ريح شمسية مصدرها الشمس. وتولّد بداية العاصفة المغنطيسية بوجه عام انخفاضاً في تدفق الأشعة الكونية وهو ما يعرف باسم أثر فوربُش Forbush effect كما تولد اضطراباً متفاوت الشدة في تماثل الاتجاهات التي ترد منها الإشعاعات. ويشاهد أحياناً ازدياد في شدة الإشعاعات الكونية قبيل العاصفة المغنطيسية، وينبغي أن لا تلتبس هذه الزيادة مع إشعاعات أخرى ذات تدفق ملحوظ مشابهة للأشعة الكونية إلا أنها أخفض طاقة منها بكثير. وتستطيع هذه الإشعاعات بلوغ سطح الأرض عند القطبين، ويشير وجودها إلى أن النجوم شأنها شأن الشمس ينبغي أن تكون مصدراً جزئياً يسهم في الإشعاعات الكونية التي تصل إلى كوكبنا.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 الأثر الفيزيولوجي للأشعة الكونية

إن الطاقة الهائلة (1810 إلكترون فولط) التي يحملها جسيم ما من جسيمات الأشعة الكونية تمكِّنه بسهولة من اختراق جسم الإنسان من طرف إلى آخر. فالإنسان يتعرض كل لحظة، أينما كان إلى عدد من هذه الجسيمات، بيد أن التدفق الطاقي الإجمالي يبقى ضعيفاً، وبالتالي فلا خطورة منها، في حين أن بعض الإشعاعات الشمسية يمكن أن تؤلف خطراً شديداً على رواد الفضاء بسبب تدفقها العالي. أما على سطح الأرض فيمكن القول إن الغلاف الجوي الأرضي يحمي الناس من خطر تدفق الإشعاعات ذات الطاقة العالية.

 انظر أيضاً

• كربون مشع

 المصادر

• الموسوعة المعرفية الشاملة

• R.G. Harrison and D.B. Stephenson, Detection of a galactic cosmic ray influence on clouds, Geophysical Research Abstracts, Vol. 8, 07661, 2006 SRef-ID: 1607-7962/gra/EGU06-A-07661

• C. D. Anderson and S. H. Neddermeyer, Cloud Chamber Observations of Cosmic Rays at 4300 Meters Elevation and Near Sea-Level, Phys. Rev 50, 263,(1936).

• M. Boezio et al., Measurement of the flux of atmospheric muons with the CAPRICE94 apparatus, Phys. Rev. D 62, 032007, (2000).

• R. Clay and B. Dawson, Cosmic Bullets, Allen & Unwin, 1997. ISBN 1864482044

• T. K. Gaisser, Cosmic Rays and Particle Physics, Cambridge University Press, 1990. ISBN 0521326672

• P. K. F. Grieder, Cosmic Rays at Earth: Researcher’s Reference Manual and Data Book, Elsevier, 2001. ISBN 0444507108

• A. M. Hillas, Cosmic Rays, Pergamon Press, Oxford, 1972 ISBN 0080167241

• J. Kremer et al., Measurement of Ground-Level Muons at Two Geomagnetic Locations, Phys. Rev. Lett. 83, 4241, (1999).

• S. H. Neddermeyer and C. D. Anderson, Note on the Nature of Cosmic-Ray Particles, Phys. Rev. 51, 844, (1937).

• M. D. Ngobeni and M. S. Potgieter, Cosmic ray anisotropies in the outer heliosphere, Advances in Space Research, 2007.

• M. D. Ngobeni, Aspects of the modulation of cosmic rays in the outer heliosphere, M.Sc Dissertation, Northwest University (Potchefstroom campus) South Africa 2006.

• D. Perkins, Particle Astrophysics, Oxford University Press, 2003. ISBN 0198509510

• C. E. Rolfs and S. R. William, Cauldrons in the Cosmos, The University of Chicago Press, 1988. ISBN 0226724565

• B. B. Rossi, Cosmic Rays, McGraw-Hill, New York, 1964.

• Martin Walt, Introduction to Geomagnetically Trapped Radiation, 1994. ISBN 0521431433

• J. F. Ziegler, The Background In Detectors Caused By Sea Level Cosmic Rays, Nuclear Instruments and Methods 191, 419, (1981).

• TRACER Long Duration Balloon Project: the largest cosmic ray detector launched on balloons.

• HiRes Fly's Eye

 وصلات خارجية

• Particle Data Group review of Cosmic Rays by C. Amsler et al., Physics Letters B667, 1 (2008).
• Introduction to Cosmic Ray Showers by Konrad Bernlöhr.

• NOAA FTP: Lal, D., et al., 2005. Data on cosmic ray flux derived from C14 concentrations in the GISP2 Greenland ice core.
• BBC news, Cosmic rays find uranium, 2003.
• BBC news, Rays to nab nuclear smugglers, 2005.
• BBC news, Physicists probe ancient pyramid (using cosmic rays), 2004.
• Shielding Space Travelers by Eugene Parker.
• Anomalous cosmic ray hydrogen spectra from Voyager 1 and 2
• Anomalous Cosmic Rays (From NASA's Cosmicopia)
• Review of Cosmic Rays
• Composition of Solar cosmic rays
• "Who's Afraid of a Solar Flare? Solar activity can be surprisingly good for astronauts." October 7, 2005, at Science@NASA]
• History of Cosmic Rays
• Amateur Muon Detector - schematics and articles