NOR

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

CLOUD ( acronim pentru Cosmics Leaving OUtdoor Droplets [1] ) este un experiment în desfășurare la CERN din Geneva, printr-o colaborare a oamenilor de știință cu Jasper Kirkby în calitate de purtător de cuvânt. Scopul este de a studia microfizica relațiilor dintre razele cosmice galactice (GCR) și aerosolii atmosferici în condiții controlate. Experimentul a început să funcționeze în noiembrie 2009 [2] .

Obiective

Echipa de cercetători care lucrează la CLOUD speră să dea un răspuns definitiv la o întrebare pusă pentru prima dată în 1997 ( Henrik Svensmark , Eigil Friis-Christensen și colegii), cu privire la existența sau nu a efectelor semnificative asupra acoperirii cu nori și, în mod definitiv, la evoluția climatului global , legată de interacțiunea cu atmosfera terestră a razelor cosmice modulate de activitatea solară (Henrik Svensmark, fizician la Danmarks Rumcenter , agenția spațială daneză , este o figură legată de controversa asupra factorilor cauzali ai climei schimbare ). Înțelegerea actuală (anii 2010) a schimbărilor climatice în curs de desfășurare în era industrială este în esență legată de factori cauzali de natură antropică (emisiile de gaze cu efect de seră în atmosferă), cu un accent redus atribuit în modelele matematice factorilor naturali, precum radiația solară. Și eruptii vulcanice .

Împotriva acestui fapt, există reconstrucții paleoclimatice în Holocen care prezintă variații climatice frecvente pe o scară de timp de 100 de ani, cu intensitate comparabilă cu cea a încălzirii globale experimentată în epoca contemporană . Astfel de variații temporale ale climei apar în asociere clară și strânsă cu variabilitatea activității solare, chiar dacă lipsesc complet cunoștințele procesului fizic subiacent. Identificarea acestui mecanism, la care proiectul CLOUD dorește să contribuie, ar îmbunătăți înțelegerea variațiilor climatice, îmbunătățind modelele utilizate și eliminând controversele legate de aceste ipoteze cauzale .

Experiment

Structura CERN : CLOUD este găzduit în zona de est, la Sincrotronul Proton (PS)

Experimentul, găzduit în camera de est a sincronului de protoni (PS) de la CERN și regizat de fizicianul de particule Jasper Kirkby, a fost conceput în 1998 [3] .

Finanțare și participare

În 2006, finanțarea sa a fost aprobată de UE, începând din 2007. Experimentul, de fapt, a fost posibil datorită sprijinului celui de-al șaptelea Program-cadru pentru cercetare și dezvoltare tehnologică ( PC7 ) al Uniunii Europene pentru anii 2007-2013, cu cooperarea oamenilor de știință din țările implicate (nouă țări începând cu 2013 cu 106 cercetători de la 18 institute de cercetare începând cu 2013 ), majoritatea europene [4] . Alte fonduri provin din bugetul CERN și din fonduri naționale de cercetare din Germania , Elveția și Finlanda [5] .

Aparat experimental

Prima versiune a aparatului instrumental, numită CLOUD Mk1, cu un volum de 2x2x2 metri cubi, a fost supusă testelor începând de la sfârșitul anului 2006: prototipul putea funcționa doar la presiunea atmosferică și la temperatura camerei .

După trei ani de proiectare și construcție, în a doua jumătate a anului 2009 a fost construită camera de cloud de 26 de metri cubi (prototipul Mk2) și au început campaniile de colectare a datelor derulate de echipele internaționale implicate în proiect: CLOUD Mk2 este capabil să opereze pe un interval tipic de temperaturi terestre, între -50 ° C și +40 ° C și cu posibilitatea unei calibrări modeste a temperaturii adiabatice (cu o reducere de aproximativ 10%) pentru a permite activarea aerosolului [6] .

În 2008, era de așteptat ca, după doi sau trei ani de experiență cu camera a doua, să fie construită o treime și mai mare, dar acest lucru nu a fost realizat (date din 2015) [6] .

Camera cu nori

Experimentul constă dintr-o cameră de aerosoli umplută cu aer , vapori de apă , urme selectate, care este expusă unui fascicul reglabil de particule care simulează razele cosmice de origine galactică la diferitele altitudini și latitudini ale planetei Pământ . Așa-numita cameră de nor a prototipului Mk2 este găzduită în camera de est a sincronului de protoni la CERN și constă dintr-un cilindru din oțel inoxidabil electropulit cu un diametru de 3 m și o capacitate de 26,1 m 3 plasat într-o cameră climatică capabilă să garantând, în primele perioade ale experimentului, o gamă de temperaturi cuprinse între -30 și 40 ° C, apoi extinse până la -65 ° C, pentru a putea funcționa la fiecare combinație posibilă de temperatură și presiune detectabilă în atmosfera pământului .

Iradierea cu lumină ultravioletă permite reacții fotolitice . Camera conține o cușcă care generează un câmp electric capabil să controleze derivarea ionilor mici și a aerosolilor cu sarcină electrică [1] .

Rezultate preliminare

În 2009, CERN a publicat un raport care a explicat progresele realizate de proiectul CLOUD [7] . Într-o lucrare din 2009, J. Kirkby a analizat evoluțiile din proiectul CERN CLOUD și testarea planificată. El a descris mecanisme de nucleație a norilor care par energetic favorabile și depind de razele cosmice galactice [8] [9] .

În februarie 2010, au fost prezentate rezultatele testelor efectuate pe instalația pilot Mk1 în lunile octombrie și noiembrie 2006, pe o durată de 4 săptămâni: aceste teste au furnizat dovezi sugestive cu privire la existența nucleației induse de ioni sau a recombinării din ion la ion ca surse de particule de aerosoli [10] . Pentru o cuantificare precisă a condițiilor pentru ca formarea de aerosoli să-și asume o dimensiune semnificativă, au fost necesare modificări ale configurației experimentale cu construcția camerei de a doua generație (CLOUD Mk2) pentru a obține o îmbunătățire a controlului a variabilelor experimentale și reproductibilitatea experimentelor [11] . În plus, experimentul a evidențiat necesitatea presantă de a garanta o puritate remarcabilă în interiorul camerei de aerosoli, precum și un control al nivelurilor de temperatură foarte stabile, cu oscilații mai mici de 0,1 ° C. [11]

La 24 august 2011, unele cercetări preliminare publicate în revista Nature au arătat existența unei legături între razele cosmice și aerosolii atmosferici . Kirkby a mers atât de departe încât a spus, în comunicatul final de presă al CERN, că „creșterea nucleației de către ioni este deosebit de pronunțată la temperaturile reci găsite la altitudini din troposfera mijlocie în sus, unde CLOUD a descoperit că acidul sulfuric și vaporii de apă Rezultatul lasă deschisă posibilitatea unei influențe a razelor cosmice asupra tendințelor climatice , deși este prematur să se tragă concluzii cu privire la semnificația acestei influențe asupra climei până când sunt identificați alți vapori implicați în nucleație, nu creșterea indusă de aceștia asupra ionilor va fi măsurată, efectele finale asupra norilor nu vor fi confirmate [12] [13] .

Notă

  1. ^ a b ( EN ) Site-ul oficial al experimentului CLOUD , pe CERN .
  2. ^ (EN) Experiment CLOUD Oferă o perspectivă fără precedent asupra formării norilor pe press.web.cern.ch, CERN-PR15.11 Comunicat de presă, 25 august 2011. Accesat la 20 iulie 2015.
  3. ^ Jasper Kirkby, Beam Measurements of a CLOUD (Cosmics Leaving OUtdoor Droplets) Chamber ( PDF ), în CERN -OPEN-2001-028 , 1998 language = en. Adus pe 21 iulie 2015 .
  4. ^ Participant Institutes PS215 (CLOUD) Arhivat 9 iunie 2015 la Internet Archive . CERN GreyBook.
  5. ^ Finanțare Arhivat la 22 septembrie 2013 la Internet Archive ., CLOUD Home.
  6. ^ a b ( RO ) Raport de progres 2007 privind PS215 / CLOUD ( PDF ), în SPS și PS Experiments Committee, CERN-SPSC-2008-015 / SPSC-SR-032 , Geneva ,, The CLOUD Collaboration, CERN, 18 aprilie, 2008, p. 3. Adus pe 21 iulie 2015 .
  7. ^ Jasper Kirkby, RAPORT DE PROGRES 2009 PE PS215 / CLOUD Colaborarea CLOUD , CERN, Geneva, SPS and PS Experiments Committee, CERN-SPSC-2010-013, 7 aprilie 2010
  8. ^ (EN) Jasper Kirkby ,, Cosmic Rays and Climate Video in CERN Colloquium, 4 iunie 2009.
  9. ^ Jasper Kirkby, Cosmic Rays and Climate Presentation , CERN Colloquium, 4 iunie 2009.
  10. ^ (EN) Duplissy J. și colab., Rezultatele experimentului pilot CERN CLOUD (PDF), în chimia și fizica atmosferică, n. 10, 2010, p. 1635. Adus la 20 iulie 2015 .
  11. ^ a b ( EN ) J. Duplissy și colab., Rezultate din experimentul CERN pilot CLOUD ( PDF ), în chimia și fizica atmosferică , n. 10, 2010, p. 1636. Adus la 20 iulie 2015 .
  12. ^ Rolul acidului sulfuric, amoniac și raze cosmice în nucleaŃie aerosol atmosferic Filed 2 iulie 2012 în Internet Archive . Comunicat de presă CERN 20 IULIE 2011
  13. ^ (EN) Rolul acidului sulfuric, amoniacului și razelor cosmice galactice în nucleația aerosolului atmosferic , în Nature , nr. 476, 25 august 2011, pp. 429-433, DOI : 10.1038 / nature10343 . Adus pe 21 iulie 2015 .

Elemente conexe

linkuri externe