Ποιο είναι το κύμα και η συχνότητα των κοσμικών ακτίνων;

Οι κοσμικές ακτίνες δεν χαρακτηρίζονται από ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος ή συχνότητα όπως τα φωτεινά κύματα ή τα ραδιοκύματα.

Εδώ είναι γιατί:

* Οι κοσμικές ακτίνες είναι σωματίδια υψηλής ενέργειας: Είναι κυρίως πρωτόνια, αλλά περιλαμβάνουν επίσης βαρύτερους πυρήνες και ηλεκτρόνια. Δεν είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία όπως το φως.

* Ενέργεια, όχι συχνότητα: Οι κοσμικές ακτίνες ταξινομούνται από τα ενεργειακά τους επίπεδα, τα οποία μπορούν να κυμαίνονται από λίγα MeV σε πάνω από 10^20 eV (εξαιρετικά υψηλή ενέργεια).

* Δεν υπάρχει σταθερό μήκος κύματος: Δεδομένου ότι οι κοσμικές ακτίνες δεν είναι ηλεκτρομαγνητικά κύματα, δεν έχουν μήκος κύματος με την παραδοσιακή έννοια.

Ωστόσο, μπορούμε να συσχετίσουμε την ενέργεια των κοσμικών ακτίνων στο ισοδύναμο μήκος κύματος των φωτονίων:

* Χρησιμοποιώντας τη διάσημη εξίσωση e =hc/λ (όπου e είναι ενέργεια, h είναι η σταθερά του planck, c είναι η ταχύτητα του φωτός και λ είναι μήκος κύματος), μπορούμε να υπολογίσουμε το ισοδύναμο μήκος κύματος ενός φωτονίου με την ίδια ενέργεια με μια κοσμική ακτίνα.

* Για παράδειγμα, μια κοσμική ακτίνα με ενέργεια 10^19 eV θα είχε ισοδύναμο μήκος κύματος περίπου 1,24 x 10^-14 μέτρα, το οποίο εμπίπτει στην περιοχή των ακτίνων γάμμα.

Βασικό σημείο: Ενώ μπορούμε να μιλήσουμε για το ισοδύναμο μήκος κύματος μιας κοσμικής ακτίνας, είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι οι κοσμικές ακτίνες είναι θεμελιωδώς σωματίδια, όχι κύματα. Διακρίνονται από την ενέργειά τους, όχι τη συχνότητα ή το μήκος κύματος.