Koliko kosmičko zračenje utiče na naše telo: Svake sekunde kroz čoveka prolaze bilioni "čestica duhova"
Komentari
Dodajte Euronews kao željeni izvor na Google-u
Svakog trenutka, svakog dana, Zemlju bombarduju čestice koje dolaze iz svemira. Neke od njih zaustavlja atmosfera naše planete, ali pri tom nastaju druge čestice koje stižu do tla, dok pojedine bez teškoća prolaze kroz atmosferu i kroz gotovo sve što im se nađe na putu, uključujući i ljudsko telo.
Nećete osetiti kako ove čestice prolaze kroz vas, ali to otvara zanimljivo pitanje: koliko kosmičkih čestica zapravo prolazi kroz naše telo u svakom trenutku?
Najčešće čestice iz svemira koje prolaze kroz nas jesu gotovo nestvarne čestice poznate kao neutrina.
"Procenjuje se da kroz svakog od nas svake sekunde prođe oko 100 biliona neutrino čestica", kaže za Live Science Majkl Pravica, profesor fizike na Univerzitetu Nevada u Las Vegasu, inače poreklom iz Trebinja.
Neutrina veoma retko stupaju u interakciju sa običnom materijom. Gotovo sva prođu kroz nas i kroz ostatak planete, a da ne ostave nikakav trag.
"Činjenica da većina ovih čestica nikada ne stupi u interakciju sa nama pokazuje da postoji dublja stvarnost našeg postojanja koje uglavnom nismo ni svesni", kaže Pravica.
Neutrina nastaju tokom nuklearnih procesa, a gotovo sva neutrina koja prolaze kroz nas potiču iz reakcija nuklearne fuzije koje pokreću Sunce, mada neka dolaze i sa mnogo većih udaljenosti, čak i iz drugih galaksija.
Povezane vesti
Kosmički zraci i pljuskovi čestica
Još jedna vrsta vanzemaljskih čestica koja neprekidno bombarduje Zemlju jesu kosmički zraci, odnosno električno naelektrisane čestice izuzetno visoke energije koje se kreću gotovo brzinom svetlosti iz svih pravaca.
Iako reakcije u Suncu stvaraju kosmičke zrake veoma niske energije, ogromna većina dolazi izvan Sunčevog sistema. Mogu nastati prilikom eksplozija udaljenih zvezda u supernove, kada materija upada u supermasivne crne rupe ili tokom sudara galaksija.
Kosmički zraci uglavnom su protoni, odnosno jezgra atoma vodonika, ili jezgra težih elemenata poput helijuma i gvožđa, koja sadrže protone i neutrone. Mali deo čine i elektroni i pozitroni, njihove antimaterijske verzije.
Unsplash
Kada kosmički zraci stignu do Zemlje, uglavnom ih zaustavljaju molekuli vazduha u višim slojevima atmosfere. Međutim, ovi sudari stvaraju pljuskove sekundarnih čestica koje dospevaju do tla.
Među njima su mioni, negativno naelektrisane subatomske čestice slične elektronima, ali više od 200 puta masivnije.
"Na nivou mora kroz svaki kvadratni centimetar prolazi približno jedan mion u minuti", kaže Lu Lu, docentkinja fizike na Univerzitetu Viskonsin-Medison.
"Za ljudsko telo taj broj se kreće od nekoliko desetina do nekoliko stotina miona u sekundi. Kroz jednu šaku svakog sekunda prođu otprilike jedan ili dva miona", dodaje ona.
Povezane vesti
Pošto su električno naelektrisani, mioni mogu da stupaju u interakciju sa materijom kroz koju prolaze, a njihove putanje mogu da se vide u takozvanoj maglenoj komori, mernom instrumentu ispunjen parom u kojem naelektrisana čestica ostavlja vidljiv trag niza sitnih kapljica dok prolazi.
Zašto su neutrina "čestice duhovi"
Za razliku od miona, neutrina nisu električno naelektrisana i imaju gotovo zanemarljivu masu. Upravo zbog te dve osobine izuzetno ih je teško detektovati, pa se često nazivaju "česticama duhovima".
Naučnici broj neutrina koji prolazi kroz naša tela procenjuju beležeći "sićušni deo onih koji slučajno stupe u interakciju sa materijom unutar ili u blizini detektora. Sve ostalo izračunava se unazad na osnovu tih nekoliko slučajeva", kaže Lu.
Jedan od najpoznatijih instrumenata za proučavanje neutrina jeste Opservatorija IceCube na Antarktiku, koja pomoću hiljada svetlosnih senzora prati kubni kilometar leda.
"Kada neutrino stupi u interakciju sa atomskim jezgrom u ledu, nastaju brzo pokretne naelektrisane čestice. One emituju slab plavi blesak Čerenkovljevog zračenja koji senzori registruju. Na osnovu obrasca i intenziteta tog svetla možemo da rekonstruišemo energiju i pravac kretanja neutrina", kaže Lu.
Kako bi procenili koliko neutrina prolazi kroz Zemlju, naučnici uzimaju u obzir veličinu detektora, vreme njegovog rada, efikasnost detekcije i verovatnoću da neutrino određene energije uopšte stupi u interakciju sa materijom.
"To pomalo liči na procenjivanje broja riba u reci na osnovu nekolicine ulovljenih grubom mrežom. Ako znate veličinu mreže, koliko dugo je bila u vodi i koliko lako ribe prolaze kroz nju, možete izračunati stanje u celoj reci", kaže Lu.
Da li ove čestice predstavljaju opasnost?
Kada je reč o neutrinima koje proučava IceCube, iako kroz svako ljudsko telo svake sekunde prolaze bilioni ovih čestica, gotovo nijedna ne stupa u interakciju sa atomima našeg organizma.
Unsplash
"Možete očekivati najviše jednu takvu interakciju u svom telu tokom čitavog života, eventualno nekoliko", objašnjava fizičarka.
Takve retke interakcije praktično nemaju nikakav efekat na čoveka.
"Zbog izuzetno male količine energije koja se pri tome oslobađa, neutrina ne predstavljaju nikakav zdravstveni rizik", dodala je ona.
S druge strane, pljuskovi čestica nastali udarima kosmičkih zraka mogu u određenoj meri da utiču na ljudsku biologiju.
"Na nivou tla mioni dominiraju među prodornim naelektrisanim česticama koje do nas stižu iz pljuskova kosmičkih zraka. Na većim visinama, naročito tokom avionskih letova, značajan doprinos biološki relevantnoj dozi zračenja daju i druge sekundarne čestice, posebno neutroni", objašnjava Lu za Live Science.
Ipak, efekti su uglavnom mali.
"Kod prosečne osobe kosmičko zračenje doprinosi godišnjoj dozi od oko 0,4 milisiverta, što je približno jednako zračenju nekoliko rendgenskih snimaka grudnog koša raspoređenih tokom godine. Ukupna prirodna pozadinska doza iz svih izvora iznosi oko 2,4 milisiverta godišnje", navela je Lu.
"Doza zavisi od nadmorske visine, geografske širine i nivoa zaštite. Na uobičajenim visinama na površini Zemlje mioni i druge čestice kosmičkih zraka ne smatraju se značajnom opasnošću po zdravlje. Život na Zemlji izložen je njima od samog početka", dodaje fizičarka.
Kosmička priča stara 13,8 milijardi godina
Dakle, kroz ljudsko telo svake sekunde prolazi oko 100 biliona neutrina i između nekoliko desetina i nekoliko stotina miona, kao i manji broj neutrona i drugih čestica nastalih kada kosmički zraci udare u Zemljinu atmosferu.
Ove čestice mogu da otvore vrata brojnim naučnim otkrićima. Naučnici su, na primer, pomoću detektora miona otkrivali skrivene prolaze unutar piramida.
"Osim toga, visokoenergetska neutrina omogućavaju nam da proučavamo neka od najnasilnijih i inače skrivenih okruženja u svemiru, poput oblasti oko crnih rupa, eksplodirajućih zvezda i drugih moćnih kosmičkih akceleratora. Pošto neutrina veoma slabo stupaju u interakciju sa materijom, mogu da pobegnu iz gustih oblasti kroz koje svetlost možda ne može da prođe. Zbog toga nam donose direktne informacije sa mesta gde nastaju neke od energetski najmoćnijih čestica u prirodi", kaže Lu.
Na kraju, čestice koje neprestano prolaze kroz nas stalni su podsetnik da nismo odvojeni od svemira.
"Mi smo deo kosmičke priče koja traje već 13,8 milijardi godina", zaključuje fizičarka.
Komentari (0)