Center za astrofiziko in kozmologijo

O centru


Raziskave centra segajo na področje visoko-energijske astrofizike in eksperimentalne astrofizike in fizike osnovnih delcev. Vse so tesno vpete v delo mednarodnih kolaboracij.



Kolaboracija Pierre Auger


Na področju astrofizike osnovnih delcev že od leta 1999 potekajo raziskave v okviru mednarodne kolaboracije Pierre Auger, v kateri naš center deluje od njene ustanovitve naprej. Kolaboracija meri lastnosti kozmičnih žarkov ekstremnih energij – delcev, ki potujejo po vesolju z več deset miljonkrat večjimi energijami od najbolj pospešenih delcev v laboratorijih in v zemeljski atmosferi povzročajo velike plazove nabitih sekundarnih delcev. V »dežju« kozmičnih delcev, ki nas neprestano zadeva, v povprečju na zemeljsko površje pade le nekaj delcev z ekstremnimi energijami na kvadratni kilometer na tisočletje. Observatorij kolaboracije P. Auger se zato razteza kar preko 3000 kvadratnih kilometrov pampe v Argentinski provinci Mendoza in je največji detektor za kozmične žarke na svetu. Naša raziskovalna skupina sodeluje pri izvedbi, analizi in interpretaciji meritev, pri vzdrževanju sistema za spremljanje atmosferskih parametrov za detektor fluorescence, razvoju distribuiranega sistema GRID ter pri raziskavah vpliva galaktičnega magnetnega polja na kozmične žarke ekstremnih energij.

Polje Teleskopov Čerenkova (CTA)


Gama žarke visokih energij (med 100 GeV in 100 TeV) je mogoče zaznati z uporabo atmosfere kot detektoskega medija, pri čemer izkoristimo pojav bliskov Čerenkove svetlobe, nastalih pri atmosferskih plazovih sekundarnih delcev. Astronomijo z VHE gama žarki je začel teleskop WHIPPLE leta 1968, nadaljujejo pa jo sedanji teleskopi H.E.S.S., MAGIC in VERITAS. Konzorcij CTA združuje skupne napore raziskovalnega področja za izgradnjo dveh kvadratni kilometer velikih polj Čerenkovih teleskopov z za red velikosti večjo občutljivostjo in ločljivostjo od sedanjih. Omogočila bosta bistven napredek pri razumevanju problemov s področja astrofizike, astrofizike osnovnih delcev in bazične fizike nasploh. Člani konzorcija CTA smo od leta 2013 dalje.

Fermi LAT


Teleskop Fermi LAT je glavna raziskovalna naprava na satelitu Fermi, ki se nahaja v zemeljski orbiti od 11. junija 2008. Zaznava gama žarke v energijskem območju od 20 MeV do 300 GeV in za pregled celotnega neba potrebuje okoli tri ure. Ima boljšo kotno ločljivost, večji zorni kot in pokriva širši energijski spekter vpadnih fotonov kot njegov predhodnik, satelit EGRET, ki je zaključil misijo leta 2000. Fermi LAT je prispeval več pomembnih znanstvenih odkritij. Med drugim je odkril čez tisoč aktivnih galaktičnih jeder, stotine pulzarjev ter z visoko natančnostjo mapiral difuzno emisijo gama žarkov v ravnini naše galaksije, ki izvira iz interakcij galaktičnih gama žarkov z medzvezdnim medijem, ter postavil stroge omejitve modelom za opis temne snovi. V kolaboraciji Fermi LAT sodelujemo od leta 2008.

Izbruhi sevanja gama


Izbruhi sevanja gama (angl. Gamma Ray Bursts, GRB) so najmočnejše eksplozije v vesolju po Velikem poku. So nepredvidljive in kratke (v gama svetlobi trajajo ~0.01-1000 s) in jim sledi svetloba daljših valovnih dolžin, ki tudi hitro ugaša in ji pravimo zasij (angl. afterglow). Izbruhi sevanja gama nastanejo na dva načina: ob kolapsu sredice masivne, hitro vrteče se zvezde in ob zlitju dveh nevtronskih zvezd in/ali črnih lukenj. Izbruhe sevanja gama proučujemo od leta 2004.

Proučevanje visoko-energijskih tranzientov


Moderni sateliti (npr. Swift, Gaia) in zemeljski pregledi neba (z optičnimi in radijskimi teleskopi) pokrivajo velik del ali celotno nebo in dnevno detektirajo nove, kratkotrajne izvore sevanja na nebu. Medtem ko je nekatere tranziente mogoče zlahka identificirati in so že dobro proučeni, pa so drugi zaradi svoje kratkotrajnosti velik opazovalni izziv in jih posledično še ne razumemo dobro. Nekaj detektiranih tranzientov so identificirali kot dolgo pričakovane blišče, ki nastanejo ob plimskem raztrganju zvezde v bližini masivne črne luknje v središču neke galaksije. Nedavno se je z LIGO-jevo detekcijo gravitacijskih valov iz zlitja dveh črnih lukenj odprlo novo okno, skozi katerega lahko opazujemo vesolje in detektiramo tranzientne dogodke.
Smo člani več mednarodnih kolaboracij za opazovanje tranzientov: Gaia Science Alerts Working Group, Large Synoptic Survey Telescope in mednarodne kolaboracije, ki sprejema informacije z observatorija LIGO in posameznim detekcijam gravitacijskih valov išče elektromagnetne dvojnike.

Kolaboracija Belle2


Center za astrofiziko in kozmologijo Univerze v Novi Gorici je od leta 1999 vključen v raziskovalne aktivnosti Centra za fiziko visokih energij (KEK) na Japonskem, kjer v okviru mednarodnih kolaboracij Belle in Belle2 raziskujemo razlike v lastnostih delcev in anti-delcev, imenovanih mezoni B. Naši rezultati kažejo, da prihaja do odstopanj med izmerjenimi in napovedanimi vrednostmi kršitve simetrije CP v nekaterih razpadnih načinih mezonov B, kar bi lahko bilo posledica morebitnih novih procesov med osnovnimi delci, ki niso zajeti v Standardnem modelu. Te, do zdaj še neznane vrste procesov so nujno potrebne za zadovoljivo razlago razvoja vesolja in njegovih današnjih lastnosti.