محاكاة كمبيوتر جديدة تساعد في البحث عن أصل الأشعة الكونية

وتعرف الأشعة الكونية على أنها شظايا ذرية تمطر على الأرض من خارج نظامنا الشمسي، مع اعتقاد الكثيرين أن أصولهم مرتبطة بالمستعرات الأعظمية، ويُعتقد أن النماذج الحاسوبية هي المفتاح لفهم هذه الأشعة المجزأة أخيرا، وتم اكتشاف أصل الأشعة الكونية عام 1912

ويصف الباحثون كيف يتتبع برنامجهم المسمى "CRPropa" مسارات الجسيمات من تكوينها حتى وصولها على الأرض.

يقول جوليان دورنر طالب دكتوراه في جامعة الرور :"يمكننا أيضا تفسير تفاعل الجسيمات مع المادة وحقول الفوتون في الكون بشكل كامل".

ولدى البرنامج الجديد بحسب الباحثين، القدرة على محاكاة ليس فقط انتشار الأشعة الكونية ولكن أيضا إشارات النيوترينوات وأشعة جاما الناتجة عن تفاعلات الأشعة الكونية.

"يوضح الدكتور باتريك ريتشرزر، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة الرور :"على عكس الأشعة الكونية، يمكن ملاحظة هذه الجسيمات المرسلة مباشرة من مصادرها لأنها تأتي إلى الأرض على مسار مستقيم، ويمكننا أيضا استخدام البرنامج للتنبؤ بهذه التواقيع من النيوترينوات وأشعة جاما من المجرات البعيدة مثل الانفجارات النجمية أو المجرات النشطة."

اتخاذ خطوات في فهم الكون

ويعد برنامج المحاكاة المقدم حاليا أكثر البرامج شمولا وسيستمر في زيادة الفهم العلمي للفضاء والكون، وصرح البروفيسور كارل هاينز كامبرت من جامعة فوبرتال: "يمكننا استكشاف نطاقات طاقة جديدة في المحاكاة التي لا يمكن التقاطها بالكامل بمثل هذه التفاصيل مع البرامج المتاحة حتى الآن".

وأضاف كامبرت:"الأهم من ذلك، يمكننا تطوير نموذج نظري يصف الانتقال من الأشعة الكونية من مجرتنا إلى جزء قادم من مجرات بعيدة ومقارنته بالمشاهدات."

استخدام الحسابات النظرية لتفسير البيانات التجريبية

قالت البروفيسورة جوليا تيجوس :"من خلال الاستفادة من تعاون دولي من 17 باحثا من ألمانيا وإسبانيا وهولندا وإيطاليا وكرواتيا وإنجلترا والنمسا، فإن CRPropa سيساهم بشكل كبير في فهم مصدر الأشعة الكونية".

وأوضحت البروفيسور تيجوس:" أن النشر هو خطوة رئيسية نحو الوصف الكمي لانتقال وتفاعل الأشعة الكونية في ثلاثة أبعاد، بعد كل شيء، نحن بحاجة إلى حسابات نظرية لمساعدتنا في تفسير مجموعة البيانات المتنوعة التي نتلقاها من الأدوات المختلفة التي ترصد الكون ".

المصدر:openaccess