Pada setiap saat, lebih satu zarah subatomik dari luar angkasa menembusi setiap sentimeter persegi permukaan Bumi — termasuk badan anda, di mana 100,000 zarah kosmik menembusi seluruh badan anda setiap minit tanpa anda sedari. Ini adalah sinar kosmik — zarah-zarah bertenaga tinggi yang menghujani Bumi dari semua arah, setiap saat, tanpa henti.
Sinar kosmik terdiri sebahagian besarnya daripada proton (inti atom hidrogen), alfa zarah (inti atom helium), elektron, dan inti atom yang lebih berat. Mereka bergerak pada kelajuan yang sangat hampir dengan kelajuan cahaya dan membawa tenaga yang sangat besar. Beberapa zarah kosmik yang paling bertenaga — yang dipanggil "cosmic ray gunshots" — membawa tenaga sehingga 10²⁰ eV, atau 10 joule dalam zarah tunggal yang saiznya lebih kecil dari atom — setara dengan tenaga bola tenis yang dilempar keras.
Apabila sinar kosmik bertenaga tinggi menghentam atmosfera Bumi, ia menghasilkan "shower" zarah-zarah sekunder — renjis kosmik yang mencurah ke permukaan seperti hujan zarah. Sebuah proton bertenaga tinggi boleh menghasilkan lebih dari satu bilion zarah sekunder yang mencapai permukaan dalam konus berjejari beberapa kilometer.
Asal sinar kosmik paling bertenaga masih merupakan misteri yang belum sepenuhnya terpecahkan. Sinar kosmik tenaga rendah datang dari Matahari (terutama semasa ribut solar). Tenaga sederhana kemungkinan datang dari supernova dan pulsar dalam galaksi kita. Namun sinar kosmik bertenaga ultra-tinggi — yang melebihi apa yang boleh dihasilkan oleh mana-mana proses galaktik yang diketahui — kemungkinan datang dari luar galaksi kita, mungkin dari quasar atau gamma-ray burst yang jauh.
Sinar kosmik memainkan peranan dalam kehidupan yang tidak banyak diketahui umum. Sebahagian besar mutasi dalam DNA yang mendorong evolusi adalah hasil sinar kosmik yang menghentam dan merusak urutan DNA. Peralatan elektronik dalam pesawat terbang tinggi terdedah kepada sinar kosmik yang boleh menyebabkan "single event upset" — bit tunggal dalam memori komputer yang bertukar akibat zarah kosmik, berpotensi menyebabkan ralat pengiraan.
🔬 Fakta Sains #48: Sinar Kosmik: Zarah Tenaga Ultra-Tinggi yang Menembusi Bumi Setiap Saat. Setiap saat, trilion zarah sub-atomik dari angkasa luar menghujani Bumi — beberapa daripadanya mempunyai tenaga yang jauh melebihi apa yang boleh dihasilkan oleh mana-mana pemecut zarah manusia.. Pada setiap saat, lebih satu zarah subatomik dari luar angkasa menembusi setiap sentimeter persegi permukaan Bumi — termasuk badan anda, di mana 100,000 zarah kosmik menembusi seluruh badan anda setiap minit tanpa anda sedari. Ini adalah sinar kosmik — zarah-zarah bertenaga tinggi yang menghujani Bumi dari semua arah, setiap saat, tanpa henti.
Sinar kosmik terdiri sebahagian besarnya daripada proton inti atom hidrogen , alfa zarah inti atom helium , elektron, dan inti atom yang lebih berat. Mereka bergerak pada kelajuan yang sangat hampir dengan kelajuan cahaya dan membawa tenaga yang sangat besar. Beberapa zarah kosmik yang paling bertenaga — yang dipanggil "cosmic ray gunshots" — membawa tenaga sehingga 10²⁰ eV, atau 10 joule dalam zarah tunggal yang saiznya lebih kecil dari atom — setara dengan tenaga bola tenis yang dilempar keras.
Apabila sinar kosmik bertenaga tinggi menghentam atmosfera Bumi, ia menghasilkan "shower" zarah-zarah sekunder — renjis kosmik yang mencurah ke permukaan seperti hujan zarah. Sebuah proton bertenaga tinggi boleh menghasilkan lebih dari satu bilion zarah sekunder yang mencapai permukaan dalam konus berjejari beberapa kilometer.
Asal sinar kosmik paling bertenaga masih merupakan misteri yang belum sepenuhnya terpecahkan. Sinar kosmik tenaga rendah datang dari Matahari terutama semasa ribut solar . Tenaga sederhana kemungkinan datang dari supernova dan pulsar dalam galaksi kita. Namun sinar kosmik bertenaga ultra-tinggi — yang melebihi apa yang boleh dihasilkan oleh mana-mana proses galaktik yang diketahui — kemungkinan datang dari luar galaksi kita, mungkin dari quasar atau gamma-ray burst yang jauh.
Sinar kosmik memainkan peranan dalam kehidupan yang tidak banyak diketahui umum. Sebahagian besar mutasi dalam DNA yang mendorong evolusi adalah hasil sinar kosmik yang menghentam dan merusak urutan DNA. Peralatan elektronik dalam pesawat terbang tinggi terdedah kepada sinar kosmik yang boleh menyebabkan "single event upset" — bit tunggal dalam memori komputer yang bertukar akibat zarah kosmik, berpotensi menyebabkan ralat pengiraan.
