Vidi kôd stranice Kosmičko zračenje

{{Uklopi u|Kozmičke zrake}}
[[Slika:Cosmic ray flux versus particle energy.svg|360px|thumb|Kosmički [[fluks]] naspram energije čestica]]
'''Kosmičko zračenje''' je emisija visokoenergetskih [[proton]]a i [[atomsko jezgro|atomskih jezgara]] koji se kreću kroz svemir gotovo [[brzina svjetlosti|brzinom svjetlosti]]. Potiču od Sunca, izvan [[Sunčev sistem|Sunčevog sistema]] u njegovoj 
,<ref>{{cite book |last=Sharma |title=Atomic And Nuclear Physics |year=2008 |publisher=Pearson Education India |isbn=978-81-317-1924-4 |page=478}}</ref> udaljenim galaksijama.<ref>{{cite web |title=Detecting cosmic rays from a galaxy far, far away |url=https://www.sciencedaily.com/releases/2017/09/170921141257.htm |work=Science Daily |date=21. rujna 2017. |access-date=26. prosinca 2017.}}</ref> Otkrio ih je [[Victor Francis Hess | Victor Hess]] 1912., u eksperimentima s balonima. Direktno mjerenje kosmičkih zraka, posebno pri nižim energijama, postalo je moguće od lansiranja prvih satelita, krajem 1950-ih. Detektori čestica, slični onima koji se koriste u nuklearnoj i fizici visokih energija, koriste se na satelitima i svemirskim sondama za istraživanje kosmičkih zraka.<ref>{{cite book |title=Earth System: History and Natural Variability Volume I |chapter=Cosmic Influences on the Earth |editor=Vaclav Cilek |year=2009 |publisher=Eolss Publishers |isbn=978-1-84826-104-4 |url=https://www.eolss.net/ebooklib/bookinfo/earth-system-history-natural-variability.aspx |page=165}}</ref> Nakon udara sa [[Zemljina atmosfera | Zemljinu atmosferu]], kosmički zraci mogu proizvesti [[vazdušni pljusak (fizika) | pljuskovi sekundarnih čestica]] koji ponekad dođu do [[Zemljina kora | površine]]. Podaci iz [[Fermi gama-svemirski teleskop|Fermi svemirskog teleskopa]] (2013)<ref name="ackermann-2013">{{cite journal |volume=339 |pages=807–811 |title=Detection of the Characteristic Pion-Decay Signature in Supernova Remnants |date=15. veljače 2013. |doi=10.1126/science.1231160 |issue=6424 |last1=Ackermann |first1=M. |last2=Ajello |first2=M. |last3=Allafort |first3=A. |last4=Baldini |first4=L. |last5=Ballet |first5=J. |last6=Barbiellini |first6=G. |last7=Baring |first7=M. G. |last8=Bastieri |first8=D. |last9=Bechtol |first9=K. |journal=Science |arxiv=1302.3307 |bibcode=2013Sci...339..807A |last10=Bellazzini |first10=R. |last11=Blandford |first11=R. D. |last12=Bloom |first12=E.D. |last13=Bonamente |first13=E. |last14=Borgland |first14=A. W. |last15=Bottacini |first15=E. |last16=Brandt |first16=T. J. |last17=Bregeon |first17=J. |last18=Brigida |first18=M. |last19=Bruel |first19=P. |last20=Buehler |first20=R. |last21=Busetto |first21=G. |last22=Buson |first22=S. |last23=Caliandro |first23=G. A. |last24=Cameron |first24=R. A. |last25=Caraveo |first25=P. A. |last26=Casandjian |first26=J. M. |last27=Cecchi |first27=C. |last28=Celik |first28=O. |last29=Charles |first29=E. |last30=Chaty |first30=S. |pmid=23413352 |s2cid=29815601}}</ref> protumačeni su kao dokaz da značajan dio primarnih kosmičkih zraka potiče od eksplozija [[zvijezda]] [[supernova]].<ref name="pinholster-2013">{{cite web |url=http://www.aaas.org/news/releases/2013/0214_supernova_cosmicrays.shtml |title=Evidence Shows that Cosmic Rays Come from Exploding Stars |author=Ginger Pinholster |date=13. veljače 2013.}}</ref>[[Aktivna galaktička jezgra]] također proizvode kosmičke zrake, na osnovu zapažanja [[neutrino]] i [[gama-zraka]] iz [[blazar]]a [[TXS 0506 + 056]] u 2018.<ref name="nature">{{cite journal |title=Acceleration of petaelectronvolt protons in the Galactic Centre |author=HESS collaboration |journal=[[Nature]] |volume=531 |issue=7595 |doi=10.1038/nature17147 |year=2016 |arxiv=1603.07730 |bibcode=2016Natur.531..476H |pages=476–479 |pmid=26982725 |s2cid=4461199}}</ref><ref>{{Cite journal |last=Collaboration |first=IceCube |date=12. srpnja 2018. |title=Neutrino emission from the direction of the blazar TXS 0506+056 prior to the IceCube-170922A alert |journal=Science |volume=361 |issue=6398 |language=en |pages=147–151 |doi=10.1126/science.aat2890 |issn=0036-8075 |pmid=30002248 |bibcode=2018Sci...361..147I |arxiv=1807.08794}}</ref>

Izrazito brzi razvoj tehnike i instrumenata nakon [[Drugi svjetski rat|Drugog svjetskog rata]] (usavršeni [[detektor]]i, [[radio teleskop]]i, [[balon]]i i [[vještački satelit|satelit]]i, [[elektronika|elektronski uređaji]]) omogućio je daljnje [[istraživanje]] kosmičkog zračenja. Pritom su se prvenstveno proučavali uvjeti stvaranja primarnog zračenja tako visoke energije i visokoenergetski [[Subatomska čestica|subatomski procesi]], od kojih su mnogi prvi put opaženi upravo kod kosmičkog zračenja. Međutim, podrijetlo kosmičkog zračenja nije do danas potpuno razjašnjeno.

Kosmičko zračenje može biti primarno i sekundarno. Primarno zračenje, koje dolazi iz svemira do [[Zemljina atmosfera|Zemljine atmosfere]], sastoji se od [[atomsko jezgro|atomskih jezgara]]. Većinu (oko 90%) čine [[proton]]i, zatim (oko 10%) [[helij]]eva jezgra, a tek neznatan dio ostala lahkea atomska jezgra elemenata do, uključivo, željeza. Energija primarnog zračenja doseže i do 10<sup>18</sup> [[eV]]. Sekundarno kosmičko zračenje nastaje sudarom primarnog zračenja s jezgrima koja se nalaze u atmosferi. Takvim sudarima stvaraju se [[mezon]]i, hiperoni i različite nuklearne čestice, pa i [[radioizotop]]i elemenata, naprimjer ugljikov radioizotop [[Ugljik-14|<sup>14</sup>C]], nastao od [[dušik]]a<sup>14</sup>N. Nabijeni π-[[mezon]]i pretvaraju se u stabilnije μ-mezone, koji čine glavninu sekundarnog zračenja na Zemljinoj površini. Neutralni π-mezoni pretvaraju se u [[Gama-čestica|γ-zrake]], koje mogu dalje proizvesti parove [[elektron]]–[[pozitron]], a ovi opet stvaraju nove visokoenergetske [[foton]]e, koji su izvor daljnjih parova elektron-pozitron. Tako nastaju kaskadne reakcije, koje su izvor takozvanih pljuskova kosmičkih zraka, koje je prvi opisao talijanski fizičar [[Bruno Rossi]].

== Objašnjenje ==
Ako se negdje izvan zgrade, na otvorenom prostoru, nalazi nabijeni [[elektroskop]],  nakon izvjesnog vremena će se sam od sebe isprazniti. Čak i onda kada se nabijeni elektroskop stavi u posudu od [[Olovo (element)|olova]], on će se poslije nekog vremena sam od sebe isprazniti. Po tome se zaključuje da [[Ionizacija|ionizaciju]] zraka, zbog koje se elektroskop isprazni, izazivaju neke vrlo prodorne zrake koje potiču iz [[svemir]]a, pa se po tome nazivaju kosmičkim zrakama. Da bi se utvrdilo porijeklo tih zraka, vršeni su ekspertimenti u moru, zraku i na kopnu. Pokusi su pokazali da je [[ionizacija]] zraka to veća što je veća [[nadmorska visina]] iznad površine Zemlje. To je bila potvrda da te zrake potiču iz svemira. Ustanovilo se da [[Jačina zračenja|jačina kosmičkih zraka]] na površini Zemlje ovisi o [[Geografskn širina|geografskoj širini]], da je količina tih zraka najmanja na [[ekvator]]u i da raste prema većim zemljopisnim širinama (prema polovima Zemlje, Sjeverni i Južni pol). To se tumači uticajem [[Zemljino magnetsko polje|geomagnetskog polja]] na [[Električni naboj|električno nabijene čestice]] kosmičkog zračenja. Ispitivanjem tih zraka se ustanovilo da u njima ima pozitivno i negativno nabijenih čestica i da su one materijalne zrake, to jest da su sastavljene od sitnih [[Elementarna čestica|čestica]] koje nose električni naboj.

Danas se pretpostavlja da kosmičke zrake nastaju pri velikim promjenama [[elektromagnet]]skih polja Sunca i zvijezda kao posljedica snažnih [[erupcija]]. Tako jaka polja daju električki nabijenim česticama koje se stvaraju kod erupcija, brzine, približno jednake [[brzina svjetlosti|brzini svjetlosti]], pa čestice odu u svemir. Energija kosmičkih zraka dostiže do 10<sup>16</sup> [[eV]]. Zbog te energije kosmičke zrake imaju veliku prodornost.

Pozitivne čestice u kosmičkim zrakama su [[pozitron]]i. Kad elektroni i pozitroni u kosmičkim zrakama prolaze kroz prostor, razbijaju atomska jezgra materije kojom je prostor ispunjen. Kod svakog sudara dolazi do emisije [[gama-zraka]]. Gama-zrake šire se dalje u prostor, a kod sudara s [[atomsko jezgro|atomskim jezgrom]] nastaje jedan par [[elektron]]–pozitron. Naime, u kosmičkim zrakama nalaze se [[foton]]i velike energije ''h∙ν''. Energija fotona pretvara se u masu ''m<sub>p</sub>'' pozitrona i masu ''m<sub>e</sub>'' elektrona, te je:

:<math> h \cdot \nu = m_p \cdot c^2 + m_e \cdot c^2 </math>

gdje je ''m<sub>p</sub>'' = ''m<sub>e</sub>''.

Kod prodora kosmičkih zraka kroz olovo utvrđeno je da u njima postoje čestice čija je masa veća od mase elektrona, a manja od mase protona. To su [[mezon]]i.

=== Kosmičke čestice ===
Kosmičke zrake su energetske električki nabijene [[subatomska čestica|subatomske čestice]], koje dolaze iz vanjskog [[svemir]]a i sudaraju se sa [[Zemljina atmosfera|Zemljinom atmosferom]]. One mogu stvoriti sekundarne čestice ([[spalacija]]) koje mogu proći Zemljinu površinu, pa i dublje. Kosmičke zrake su iste čestice koje se kao stabilni dijelovi atoma, mogu pronaći na Zemlji: [[proton]]i, [[atomsko jezgro|atomskog jezgra]] ili [[elektron]]i. To su slične čestice koje kruže unutar [[akcelerator čestica|akceleratora čestica]], s tom razlikom da su energije kosmičkih zraka veće.

Pojam "zrake" dolazi iz ranih dana istraživanja [[Radijacija|radijacije]], kada se bila koja struja [[Ionizirajuće zračenje|ionizirane radijacije]] opisivana pojmom "zrake". U to vrijeme kada su nazvane kosmičke zrake, još se nije poznavala njihova priroda i pretpostavljalo se da bi mogle biti oblik [[elektromagnetsko zračenje|elektromagnetskog zračenja]], kao [[Gama-čestica|γ-zrake]]. Čestice kosmičkih zraka dolaze pojedinačno, ne u obliku zraka – iako jedna čestica može stvoriti “pljusak” puno sekundarnih čestica. Danas se priroda čestica kosmičkih zraka treba naglasiti, tako da bi ih bilo korektnije zvati '''kosmičke čestice'''.

Oko 89% dolazećih kosmičkih zraka su jednostavni [[proton]]i (jezgro vodika), 10% su jezgra [[helij]]a ([[alfa-čestica|alfa-čestice]]) i 1% su teži elementi. Te jezgre vodika i helija čine 99% kosmičkih zraka. Pojedinačni elektroni (poput [[beta-čestica]]) čine ostalih 1% galaktičkih kosmičkih zraka – to su kosmičke zrake koje dolaze izvan [[Sunčev sistem|Sunčevog sistema]]. Još uvijek je nepoznato odakle ti elektroni dolaze i zašto imaju ubrzanje manje od atomskih jezgara.<ref>{{cite web |last=Mewaldt |first=R. A. |title=Cosmic rays |url=http://www.srl.caltech.edu/personnel/dick/cos_encyc.html |publisher=California Institute of Technology |accessdate=22. kolovoza 2010. |archive-date=30. kolovoza 2009. |archive-url=https://web.archive.org/web/20090830191145/http://www.srl.caltech.edu/personnel/dick/cos_encyc.html |url-status=dead }}</ref>

Porijeklo kosmičkih zraka je različito, jer jedan dio dolazi od [[Sunce|Sunca]], kao i od ostalih [[zvijezda]], a drugi dio od nepoznatih događaja iz najudaljenijih dijelova vidljivog [[svemir]]a. Kosmičke zrake imaju energiju veću od 10<sup>20</sup> [[eV]], puno veću nego što stvara [[akcelerator čestica]] – 10<sup>12</sup> do 10<sup>13</sup> eV.<ref>
{{cite journal |author=L. Anchordoqui, T. Paul, S. Reucroft, J. Swain |year=2003 |title=Ultrahigh Energy Cosmic Rays: The state of the art before the Auger Observatory |journal=International Journal of Modern Physics A |volume=18 |issue=13 |pages=2229 |doi=10.1142/S0217751X03013879 |arxiv=hep-ph/0206072}}</ref>

Kosmičke zrake imaju najznačajniju ulogu u stvaranju [[litij]]a, [[berilij]]a i [[bor (element)|bora]] u svemiru, u procesu koji se zove nukleosinteza. One stvaraju neke [[radioizotop]]e na Zemlji, kao [[ugljik-14]]. U historiji fizike, značajne su jer uz njihove reakcije došlo se do otkrića [[pozitron]]a, [[mion]]a i [[pion]]a (pi-[[mezon]]a). Zračenje kosmičkih zraka je najvećim dijelom sastav prirodnog pozadinskog zračenja na površini Zemlje i jako se teško zaštiti od njega, tako da je to jedan od najvećih problema za međuplanetarna putovanja.

[[datoteka:PositronDiscovery.jpg|mini|300 px|desno|Prva ikad napravljena slika [[pozitron]]a.]]

== Sastav ==
Kosmičke zrake se mogu podijeliti na primarne i sekundarne. Galaktičke kosmičke zrake koje dolaze do [[Sunčev sistem|Sunčevog sistema]] su primarni izvor. One zatim reagiraju s [[Međuzvjezdana materija|međuzvjezdanom materijom]] i stvaraju sekundarne kosmičke zrake. [[Sunce]] isto emitira niskoenergetske kosmičke zrake, koje su povezane sa [[Sunčeva baklja|Sunčevim bakljama]].

Teži elementi kosmičkih zraka, kao što su jezgra [[ugljik]]a i [[kisik]]a, sudaraju se s međuzvjezdanom materijom i lome se na lakše jezgre – [[litij]], [[berilij]] i [[bor (element)|bor]]. Pored toga, još teža jezgra, kao što su [[željezo]] i [[nikl]], kada se sudaraju s međuzvjezdanom materijom, nastaju ioni [[skandij]]a, [[titanij]]a, [[vanadij]]a i [[mangan]]a. 

Od primarnih kosmičkih zraka, koji potiču izvan Zemljine atmosfere, oko 99% su jezgra dobro poznatih atoma (lišenih elektronske ljuske), a oko 1%  usamljeni elektroni (to jest, jednsn tip [[beta čestica]]). Od jezgara, oko 90% su jednostavni [[proton]]i (tj. jezgra vodika); 9% su [[alfa čestice]], identične jezgrima [[helij]]a, a 1% su jezgra težih elemenata, nazvanih [[HZE ioni]].<ref name="goddard-2012">{{cite web |url=http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/cosmic_rays.html |title=What are cosmic rays? |publisher=NASA, Goddard Space Flight Center |access-date=31. listopada 2012. |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20121028154200/http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/cosmic_rays.html |archive-date=28. listopada 2012.}} [http://certificate.ulo.ucl.ac.uk/modules/year_one/NASA_GSFC/goddard/imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l2/cosmic_rays.html copy] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160304080140/http://certificate.ulo.ucl.ac.uk/modules/year_one/NASA_GSFC/goddard/imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l2/cosmic_rays.html |date=4 March 2016 }}</ref><ref name="dembinski-2017">{{cite journal |title=Data-driven model of the cosmic-ray flux and mass composition from 10 GeV to 10^11 GeV |author=H. Dembinski |journal=Proceedings of Science |volume=ICRC2017 |doi=10.22323/1.301.0533 |year=2018 |arxiv=1711.11432 |pages=533 |s2cid=85540966}}</ref><ref>{{cite web |title=Cosmic Rays |url=https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/cosmic_rays1.html |website=National Aeronautics and Space Administration |publisher=Nasa |access-date=23. ožujka 2019.}}</ref>

=== Različite količine kosmičkih zraka ===
Kada tok kosmičkih zraka ulazi u gornji sloj Zemljine atmosfere, količina emisije na Zemljinu površinu, ovisi o dvije pojave: [[Sunčev vjetar|Sunčevom vjetru]] i [[Zemljino magnetsko polje|Zemljinom magnetskom polju]]. Sunčev vjetar je raspršena magnetizirana [[plazma]], koja dolazi sa Sunca i koja može usporiti dolazeće kosmičke čestice, kao i odbiti neke čestice koje imaju energiju manju od 1 G[[eV]]. Količina Sunčevog vjetra je promjenjiva i ovisi o 11-godišnjem [[Sunčev ciklus|Sunčevom ciklusu]], tako da za vrijeme Sunčevog maksimuma, najmanja količina kosmičkih zraka dođe do Zemljine površine. Osim toga, Zemljino magnetsko polje odbija i lomi jedan dio kosmičkih zraka, pa tako količina kosmičkih zraka koje padnu na Zemljinu površinu ovisi i o [[geografska širina|geografskoj širini]], [[geografska dužina|geografskoj dužini]] i [[azimut]]skom uglu. U smjeru istok-zapad, količina kosmičkih zraka se mijenja, zbog polarnosti Zemljinog magnetskog polja. Količina kosmičkih zraka na [[ekvator]]u je manja nego na polovima, zato što je i [[gustoća]] [[magnet]]nih linija rjeđa na polovima. Magnetski polovi ne podudaraju se s geografskim polovima ([[magnetska deklinacija]]).

Na velikoj udaljenosti od Sunca, otprilike 94 [[astronomska jedinica|astronomske jedinice]], dokle seže [[heliosfera]], postoji područje do kojeg stiže Sunčev vjetar i s nadzvučne brzine prelazi ispod brzine zvuka, pa se stvara “krajnji udar Sunčevog vjetra”. Između krajnje granice heliosfere,  zvane heliopauza i “krajnjeg udara Sunčevog vjetra”, nalazi se područje  '''Sunčeva ravnica''', koje smanjuje energiju kosmičkih zraka za 90%.

==Uočavanje==
Jezgra atoma koje čine kosmičke zrake, mogu putovati velike udaljenosti do Zemlje, zbog male gustoće materije u svemiru. Kada stignu do Zemlje,  atomska jezgra snažno udaraju u jezgra atmosferskih plinova. Ti sudari, zvani pljusak subatomskih čestica, stvaraju pione (pi-mezone) i K-mezone, nestabilne [[mezon]]e koji brzo prelaze u [[mion]]e. Mioni ne reagiraju s atmosferom i dodatno zbog vremenske dilatacije, oni lahko stižu do Zemljine površine i čak mogu prodrijeti do unutrašnjosti plitkih rudnika. Mioni su uključeni u [[ionizirajuće zračenje]], pa se lahko mogu otkriti pom oću [[Maglena komora|Wilsonove komore]].

Kosmičke zrake koje se sudaraju izvan Zemljine atmosfere, s elementima težim od vodika i helija, mogu se otkriti s visokoenergetskim emisijama [[gama-čestica]], koristeći [[Gama astronomija|teleskope s gama-česticama]].

Kosmičke zrake se mogu otkriti ako prolaze kroz detektor čestica, koji se nalaze na satelitima ili balonima,  na velikim visinama. Detektor čestica sastoji se od dvije ploče polikarbonatske plastike, koje se diretno izlažu kosmičkom zračenju. Nakon povratka u laboratoriju, ploče se polijevaju rastvorom tople [[Natrij-hidroksid|natrijeve baze]] (NaOH), dok se ne pojave mali stožasti zarezi. Ako se promatra pod [[mikroskop]]om, može se utvrditi i [[električni naboj]] i energija čestice. Kod [[nuklearna fuzija|nuklearne fuzije]], koristi se detektor čestica.<ref name="FPW">
{{cite book |author=R.L. Fleischer, P.B. Price, R.M. Walker |year=1975 |title=Nuclear tracks in solids: Principles and applications |publisher=University of California Press}}</ref>

== Interakcija sa Zemljinom atmosferom ==
Nakon što uđu u [[Zemljina atmosfera|Zemljinu atmosferu]], kosmičke čestice se sudaraju s [[molekula]]ma, uglavnom [[dušik]]a i [[kisik]]a, stvarajući slapove manjih čestica, zvane pljusak elementarnih čestica. Broj sekundarnih čestica koje nastaju nakon sudara jedne primarne čestice, može biti i na milijarde. Uglavnom nastaju [[pion]]i (pi-mezoni) i K-mezoni, nestabilni [[mezon]]i koji brzo prelaze u mione. 
[[Slika:Atmospheric Collision.svg|400px|mini|right]]
[[Slika:AirShower.svg|400px|mini|rigjht|Nakon što uđu u [[Zemljina atmosfera|Zemljinu atmosferu]], kosmičke čestice se sudaraju s [[molekula]]ma, uglavnom [[dušik]]a i [[kisik]]a, stvarajući slapove manjih čestica, zvane i pljusak elementarnih čestica.]]
Kosmičke zrake stalno stvaraju i nestabilne izotope u Zemljinoj atmosferi, kao što je [[ugljik-14]]:

:<math> \mathrm{p + ^{14}N \rightarrow n + ^{14}C}</math>

Kosmičke zrake drže količinu ugljika-14 u atmosferi uglavnom stalnim (70 [[tona]]) u zadnjih 100.000 godina, sve do 1950-ih, kada se započelo s testiranjem [[nuklearno oružje|nuklearnog oružja]]. Ta se činjenica koristi u [[arheologija|arheologiji]], za datiranje ugljikom-14 ili utvrđivanje starosti nekog nalaza.
 
Produkti reakcije sekundarnih kosmičkih zraka i vijek trajanja:<ref>{{cite web |title=Natürliche, durch kosmische Strahlung laufend erzeugte Radionuklide |url=http://www.um.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/34839/Natuerliche_durch_kosmische_Strahlung_laufend_erzeugte_Radionuklide.pdf?command=downloadContent&filename=Natuerliche_durch_kosmische_Strahlung_laufend_erzeugte_Radionuklide.pdf |accessdate=11. veljače 2010. |archiveurl=https://web.archive.org/web/20100203174117/http://www.um.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/34839/Natuerliche_durch_kosmische_Strahlung_laufend_erzeugte_Radionuklide.pdf?command=downloadContent&filename=Natuerliche_durch_kosmische_Strahlung_laufend_erzeugte_Radionuklide.pdf |archivedate=3. veljače 2010.}} {{De icon}}</ref>
*[[tricij]] (12,3 godine)
*[[berilij]]-7 (53,3 dana)
*berilij-10 (1 600.000 godina)
*[[ugljik]]-14 (5.730 godina)
*[[natrij]]-22 (2,6 godina)
*natrij -24 (15 sati)
*[[magnezij]]-28 (20,9 sati)
*[[silicij]]-31 (2,6 sati)
*silicij-32 (101 godina)
*[[fosfor]]-32 (14,3 dana)
*[[sumpor]]-35 (87,5 dana)
*sumpor-38 (2,8 sati)
*[[hlor]]-34 (32 min)
*hlor-36 (300.000 godina)
*hlor-38 (37,2 min)
*hlor-39 (56 min)
*[[argon]]-39 (269 godina)
*[[kripton]]-85 (10,7 godina)

==Istraživanje ==
Detektori kosmičkih zraka se postavljaju na Zemlji, u svemirskim letilicama ([[Voyager 1]],[[Voyager 2]], [[Cassini-Huygens]], [[SOHO]]) i u balonima.

==Historija==
Nakon što je [[Antoine Henri Becquerel]], 1896.,  otkrio [[radioaktivnost]], vjerovalo se da kosmičke zrake dolaze iz zemlje, od zračenja radioaktivnih elemenata kao što je [[radon]]. U 1909., Theodor Wulf razvio je elektrometar, uređaj koji je mjerio stvaranje [[ion]]a, u zatvorenom spremniku. U 1912. [[Victor Franz Hess]] stavio je elektrometar u balon, koji je podignuo na 5.300 [[metar]]a, otkrivši da se zračenje pojačalo za otprilike 4 puta nego na površini Zemlje.<ref>
{{cite journal |author=D. Pacini |year=1912 |title=La radiazione penetrante alla superficie ed in seno alle acque |journal=Il Nuovo Cimento, Series VI |volume=3 |pages=93–100 |doi=10.1007/BF02957440}}
: Prevedeno i komentirano u citatu arhivaTranslated and commented in cite arxiv
 {{cite journal |author=A. de Angelis |year=2010 |title=Penetrating Radiation at the Surface of and in Water |arxiv=1002.1810}}
</ref>

Pojam kosmičke zrake stvorio je [[Robert Andrews Millikan]], koji je dokazao da one dolaze izvan Zemljine atmosfere. Zatim su Gottlieb i [[James Van Allen|Van Allen]] 1948. dokazali su da se primarne kosmičke zrake uglavnom sastoje od protona i nešto jezgru helija (alfa-čestice) i sasvim malim udjelom teških atomskih jezgri.

==Djelovanje==
===Promjene u atmosferi===
Kosmičke zrake u atmosferi ioniziraju molekule dušika i kisika, što vodi do brojnih reakcija. Jedna od rnjih vodi do [[ozonska rupa|ozonskih rupa]], ali taj udio je puno manji od uticaja [[freon]]a.

===Uticaj na ljude===
Kosmičke zrake čine udio godišnje radijacije na ljude. Na primjer, u Australiji je ukupno prirodno zračenje na ljude 2,3 [[Sievert (jedinica)|miliSieverta]], dok kosmičke zrake prosječno zrače na ljude 0,3 miliSieverta (13%).<ref>{{Citiranje časopisa |url=http://www.arpansa.gov.au/pubs/baseline/bg_rad.pdf |title=Arhivirana kopija |archive-url=https://web.archive.org/web/20031117124002/http://www.arpansa.gov.au/pubs/baseline/bg_rad.pdf |archive-date=17. studenoga 2003. |access-date=22. veljače 2021.}}</ref>
Postoji niz inicijativa za istraživanje kosmičkih zraka, dolje navedenih.

==== Prizemni ====
{{div col}}
* [[Akeno Armatura s gigantskim zračnim tušem]]
* [[Zrake čikaškog tuša]]
* [[CHICOS]]
* [[CLOUD]]
* [[GAMMA]]
* [[GROŽĐE-3]]
* [[Cherenkovljev eksperiment vodene nadmorske visine | HAWC]]
* [[Visokoenergetski stereoskopski sistem]]
* [[Detektor kosmičkih zraka Fly's Eye visoke rezolucije]]
* [[HEGRA]]
* [[IceCube Neutrino Observatory | IceCube]]
* [[KASCADE]]
* [[MAGIC (teleskop) | MAGIC]]
* [[MARIACHI]]
* [[Milagro (eksperiment) | Milagro]]
* [[Muonska tomografija| CRIPT]]
* [[NMDB]]
* [[Opservatorija Pierre Auger]]
* [[QuarkNet # Studije kosmičkih zraka | QuarkNet]]
* [[Svemirski brod Zemlja (detektor) | Svemirski brod Zemlja]]
* [[Projekt niza teleskopa]]
* [[Tunka eksperiment]]
* [[VERITAS]]
* [[Washington Coincidence Array]]

{{div col end}}
=== Sateliti ===
* [[Korisni teret za istraživanje materije antimaterije i astrofiziku svetlih jezgara | PAMELA]]
* [[Alfa magnetski spektrometar]]
* [[Napredni istraživač kompozicije | ACE (Napredni istraživač kompozicije)]]
* [[Voyager 1]] i [[Voyager 2]]
* [[Cassini – Huygens]]
* [[1. opservatorija za visoku energetsku astronomiju | HEAO 1]], [[opservatorija za Einstein | HEAO 2]], [[3. opservatorija za visoku energetsku astronomiju | HEAO 3]]
* [[Fermi gama-svemirski teleskop]]
* [[Solarna i heliosferska opservatorija]]
* [[Interstellar Boundary Explorer]]
* [[LUCID | Langton ultimativni detektor intenziteta kosmičkih zraka]]
{{div col end}}

===Baloni ===
{{div col}}
* [[BESS (eksperiment) | BESS]]
* [[Napredni tanki ionizacijski kalorimetar]]
* [[TRACER (detektor kosmičkih zraka)]]
* [http://tiger.gsfc.nasa.gov TIGER] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120503185934/http://tiger.gsfc.nasa.gov/ |date=3. svibnja 2012. }}
* [[Energija i masa kosmičkih zraka]] (KREMA)
* [[PERDaix]]
*[http://adsabs.harvard.edu/abs/1995psu..reptR....B HEAT (Visokoenergetski teleskop antimaterije)])]
{{div col end}}

===Uloga u okolinskom zračenju===
Kosmički zraci čine dio godišnje izloženosti zračenja ljudi na Zemlji, u prosjeku 0,39 mSv,  od ukupno 3 mSv godišnje (13% ukupne pozadine) za Zemljinu populaciju. Međutim, pozadinsko zračenje kosmičkih zraka raste s nadmorskom visinom, s 0,3 mSv godišnje za područja na morskom nivou na 1,0 mSv godišnje za veće gradove, povećavajući izloženost kosmičkom zračenju na četvrtinu ukupne izloženosti pozadinskom zračenju za stanovništvo navedenih gradova. Posade aviokompanija koje lete na velikim daljinskim rutama mogu biti izložene 2,2 mSv dodatnog zračenja svake godine zbog kosmičkih zraka, gotovo udvostručujući njihovu ukupnu izloženost ionizujućem zračenju. 

{| class="wikitable" style="text-align:center"
|- style="background:#ececec;"
|+ Prosječna godišnja izloženost zračenju ([[milisievert]]i) 
<br>
<br>
|-
! colspan="2" |Radijacija
! colspan="2" |[[UNSCEAR]]<ref>UNSCEAR [http://www.unscear.org/docs/reports/2008/09-86753_Report_2008_Annex_B.pdf "Sources and Effects of Ionizing Radiation"] page 339 retrieved 29 June 2011</ref><ref>[[:ja:放射線医学総合研究所|Japan NIRS]] [http://www.aec.go.jp/jicst/NC/iinkai/teirei/siryo2010/siryo59/siryo1.pdf UNSCEAR 2008 report] page 8 retrieved 29 June 2011</ref>
! Princeton<ref>Princeton.edu [http://web.princeton.edu/sites/ehs/osradtraining/backgroundradiation/background.htm "Background radiation"] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110609095603/http://web.princeton.edu/sites/ehs/osradtraining/backgroundradiation/background.htm |date=9 June 2011 }} retrieved 29 June 2011</ref>
! Wa State<ref>Washington state Dept. of Health [http://www.doh.wa.gov/ehp/rp/factsheets/factsheets-htm/fs10bkvsman.htm "Background radiation"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120502102254/http://www.doh.wa.gov/ehp/rp/factsheets/factsheets-htm/fs10bkvsman.htm |date=2 May 2012 }} retrieved 29 June 2011</ref>
! MEXT<ref>Ministry of Education, Culture, Sports, Science, and Technology of Japan [http://www.kankyo-hoshano.go.jp/04/04-1.html "Radiation in environment"] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110322231148/http://www.kankyo-hoshano.go.jp/04/04-1.html |date=22. ožujka 2011. }} retrieved 29 June 2011</ref>
! rowspan="2" | Napomena
|-
! Tip !! Izvor !!Svjetski<br> prosjek !! Tipski raspon !! [[SAD]] !! SAD !![[Japan]]
|-
| rowspan="5" | Prirodno|| Zrak || 1,26 || 0,2–10,0<sup>a</sup> || 2,29 || 2,00 || 0,40 || <small> Prvenstveno od [[radon]]a,</small> <sup>(a)</sup><small> ovisi o unutrašnjoj akumulaciji plina radona. </small>
|-
| Unutrašnji || 0,29 || 0,2–1,0<sup>b</sup> || 0,16 || 0,40 || 0,40 || <small> Uglavnom iz radioizotopa u hrani ([[kalij-40|<sup>40</sup>K]], [[ugljik-14|<sup>14</sup>C]], itd.) </small> <sup> (b Uglavnom iz izotopa u hrani ([[kalij-40|<sup>40</sup>K]], [[ugljik-14|<sup>14</sup>C]], etc.)</small> <sup>(b)</sup><small>depends on diet.</small>
|-
| Zemljišni || 0,48 || 0,3–1,0<sup>c</sup> || 0,19 || 0,29 || 0,40 || <sup>(c)</sup><small> Ovisi o sastavu tla i građevinskom materijalu konstrukcija.</small>
|- style="background:orange;"
| Kosmička || 0,39 || 0,3–1,0<sup>d</sup> || 0,31 || 0,26 || 030 || <sup>(d)</sup><small>Općenito povećanje s porastom nadmorske visine.</small>
|-
| '''Podukupno''' || 2,40 || 1,0–13,0 || 2,95 || 2,95 || 1,50 ||
|-
| rowspan="4" | Vještački || Medicinski || 0,60 || 0,03–2,0 || 3,00 || 0,53 || 2,30 ||
|-
| Radioaktivne <br>padavine || 0,007 || 0–1+ || – || – || 0,01 || <small> Vrhunac u 1963., sa skokom 1986.; još uvijek visoko u blizini mjesta nuklearnih pokusa i nesreća.<br/> Za Sjedinjene Države padavine su uključene u druge kategorije.</small>
|-
| Ostalo|| 0,0052 || 0–20 || 0,25 || 0,13 || 0,001|| <small> Prosječna godišnja izloženost na radu je 0,7 mSv; rudarski radnici imaju veću izloženost. <br /> Stanovništvo u blizini nuklearnih elektrana ima dodatnih ≈ 0,02 mSv izloženosti godišnje.</small>
|-
| '''Podukupno''' || 0,6 || 0 – deseci || 3,25 || 0,66 || 2,311 ||
|-
| colspan="2" | '''Svekupno''' || 3,00 || 0 – deseci  || 6.20 || 3.61 || 3.81 ||
|}
:<small>Podaci su za vrijeme prije [[nuklearna katastrofa Fukushima Daiichi| nuklearne katastrofe Fukushima Daiichi]]. Vrijednosti koje je kreirao UNSCEAR, japanski Nacionalni institut za radiološke nauke, koji je sažeo UNSCEAR-ove podatke.</small>

===Uticaj na elektronske uređaje===
Kosmičke zrake imaju dovoljno energije da izmijene stanje elemenata u elektroničkim [[integrirani krug|integriranim krugovima]], uzrokujući kratkotrajne greške, kao što je promjena podataka u [[radna memorija|radnoj memoriji]] ili kriva operacija [[Procesor (računarstvo)|procesor]]a. To je veliki problem kod elektroničkih uređaja u satelitima. Kako tranzistori postaju sve manji i manji, sve više se pojavljuje sličan problem i na tlu Zemlje.<ref>[http://www.research.ibm.com/journal/rd/401/curtis.html ''IBM experiments in soft fails in computer electronics (1978-1994)''], from [http://www.research.ibm.com/journal/rd40-1.html ''Terrestrial cosmic rays and soft errors''], IBM Journal of Research and Development, Vol. 40, No. 1, 1996.|accessdate=April 16, 2008.</ref> Jedna studija tvtke [[IBM]] napravljene 1990., pokazala je da računala dožive jednu pogrešku uzrokovanu kosmičkim zrakama po 256 megabajta memorije i u jednom mjesecu.<ref>{{cite web |author=Scientific American |date=21. srpnja 2008. |title=Solar Storms: Fast Facts |url=http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=solar-storms-fast-facts |publisher=Nature Publishing Group |accessdate=8. prosinca 2009.}}</ref> Da bi se ublažio taj problem, tvrtka [[Intel]] predložila je ugradnju detektora kosmičkih zraka, koji bi se mogli ugraditi u buduće male mikroprocesore, kako bi mogli ponoviti zadnju komandu, prije uticaja kosmičke čestice.<ref>[http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/7335322.stm ''Intel plans to tackle cosmic ray threat''], BBC News Online, April 8,  2008.| accessdate= April 16,  2008.</ref>

Kosmičke zrake su nedavno osumnjičene za mogući uzrok avionske nesreće tvtke [[Qantas Airways]], na [[linijski putnički zrakoplov|linijskom putničkom zrakoplovu]] [[Airbus A330]], koji je dva puta ponirao stotinjak metara, nakon nepravilnosti u radu kontrolnog sustava leta. Puno putnika i članova posade je ozlijeđeno, neki ozbiljno. Nakon nesreće, istražitelj je utvrdio da je kontrolni sustav leta primio oznaku na ekranu, koja se ne može objasniti, a da je cijeli sustav radio ispravno. To je ponukalo tvrtke u cijelom svijetu da dograde programe za putničke zrakoplove Airbus A330 i A 340, tako da oznake na ekranima budu filtrirane elektronski.<ref>[http://www.news.com.au/travel/story/0,28318,26370596-5014090,00.html ''Cosmic rays may have hit Qantas plane of the coast of North West Australia''] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20091119214104/http://www.news.com.au/travel/story/0,28318,26370596-5014090,00.html |date=19. studenoga 2009. }}, News.com.au|accessdate= November 19, 2009.</ref>


== Također pogledajte ==
* [[Elektromagnetsko zračenje]]

== Izvori ==
{{Izvori|30em}}

==Dopunska literatura==
{{refbegin}}
* {{cite book |title=Introduction to particle and astroparticle physics (multimessenger astronomy and its particle physics foundations) |first1=Alessandro |last1=De Angelis |first2=Mario |last2=Pimenta |year=2018 |publisher=Springer |isbn=978-3-319-78181-5 |doi=10.1007/978-3-319-78181-5}}
* R.G. Harrison and D.B. Stephenson, Detection of a galactic cosmic ray influence on clouds, Geophysical Research Abstracts, Vol. 8, 07661, 2006 SRef-ID: 1607-7962/gra/EGU06-A-07661
* {{cite journal |last1=Anderson |first1=C. D. |last2=Neddermeyer |first2=S. H. |year=1936 |title=Cloud Chamber Observations of Cosmic Rays at 4300 Meters Elevation and Near Sea-Level |url=https://authors.library.caltech.edu/7197/1/ANDpr36.pdf |journal=Phys. Rev. |volume=50 |issue=4 |pages=263–271 |doi=10.1103/physrev.50.263 |bibcode=1936PhRv...50..263A |type=Submitted manuscript}}
* {{cite journal |last1=Boezio |first1=M. |year=2000 |title=Measurement of the flux of atmospheric muons with the CAPRICE94 apparatus |journal=Phys. Rev. D |volume=62 |issue=3 |page=032007 |doi=10.1103/physrevd.62.032007 |arxiv=hep-ex/0004014 |bibcode=2000PhRvD..62c2007B}}
* R. Clay and B. Dawson, Cosmic Bullets, Allen & Unwin, 1997. {{ISBN|1-86448-204-4}}
* T. K. Gaisser, ''Cosmic Rays and Particle Physics'', Cambridge University Press, 1990. {{ISBN|0-521-32667-2}}
* P. K. F. Grieder, Cosmic Rays at Earth: Researcher's Reference Manual and Data Book, Elsevier, 2001. {{ISBN|0-444-50710-8}}
* A. M. Hillas, ''Cosmic Rays'', Pergamon Press, Oxford, 1972 {{ISBN|0-08-016724-1}}
* {{cite journal |last1=Kremer |first1=J. |year=1999 |title=Measurement of Ground-Level Muons at Two Geomagnetic Locations |journal=Phys. Rev. Lett. |volume=83 |issue=21 |pages=4241–4244 |doi=10.1103/physrevlett.83.4241 |bibcode=1999PhRvL..83.4241K}}
* {{cite journal |last1=Neddermeyer |first1=S. H. |last2=Anderson |first2=C. D. |year=1937 |title=Note on the Nature of Cosmic-Ray Particles |doi=10.1103/physrev.51.884 |journal=Phys. Rev. |volume=51 |issue=10 |pages=884–886 |bibcode=1937PhRv...51..884N |url=https://authors.library.caltech.edu/8618/1/NEDpr37.pdf |type=Submitted manuscript}}
* M. D. Ngobeni and M. S. Potgieter, Cosmic ray anisotropies in the outer heliosphere, Advances in Space Research, 2007.
* M. D. Ngobeni, Aspects of the modulation of cosmic rays in the outer heliosphere, MSc Dissertation, Northwest University (Potchefstroom campus) South Africa 2006.
* D. Perkins, Particle Astrophysics, Oxford University Press, 2003. {{ISBN|0-19-850951-0}}
* C. E. Rolfs and S. R. William, Cauldrons in the Cosmos, The University of Chicago Press, 1988. {{ISBN|0-226-72456-5}}
* B. B. Rossi, ''Cosmic Rays'', McGraw-Hill, New York, 1964.
* Martin Walt, Introduction to Geomagnetically Trapped Radiation, 1994. {{ISBN|0-521-43143-3}}
* {{cite journal |last1=Taylor |first1=M. |last2=Molla |first2=M. |year=2010 |title=Towards a unified source-propagation model of cosmic rays |journal=Publ. Astron. Soc. Pac. |volume=424 |page=98 |bibcode=2010ASPC..424...98T}}
* {{cite journal |last1=Ziegler |first1=J. F. |year=1981 |title=The Background in Detectors Caused By Sea Level Cosmic Rays |journal=Nuclear Instruments and Methods |volume=191 |issue=1 |pages=419–424 |doi=10.1016/0029-554x(81)91039-9 |bibcode=1981NIMPR.191..419Z}}
* TRACER Long Duration Balloon Project: the largest cosmic ray detector launched on balloons.
* {{cite journal |last1=Carlson |first1=Per |last2=De Angelis |first2=Alessandro |title=Nationalism and internationalism in science: the case of the discovery of cosmic rays |journal=European Physical Journal H |year=2011 |doi=10.1140/epjh/e2011-10033-6 |bibcode=2010EPJH...35..309C |arxiv=1012.5068 |volume=35 |issue=4 |pages=309–329}}
{{refend}}

==Vanjske poveznice==
{{Commons category|Cosmic rays}}
*[https://web.archive.org/web/20141116032423/http://www.aspera-eu.org/ Aspera European network portal]
*[https://web.archive.org/web/20110725021529/http://astroparticle.aspera-eu.org/index.php?option=com_content&task=view&id=111&Itemid=107 Animation about cosmic rays on astroparticle.org]
*[http://www.hap-astroparticle.org/ Helmholtz Alliance for Astroparticle Physics]
*[http://pdg.lbl.gov/2008/reviews/cosmicrayrpp.pdf Particle Data Group review of Cosmic Rays] by C. Amsler et al., Physics Letters B667, 1 (2008).
*[http://www.mpi-hd.mpg.de/hfm/CosmicRay/Showers.html Introduction to Cosmic Ray Showers] by Konrad Bernlöhr.
*[http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/2868041.stm BBC news, Cosmic rays find uranium, 2003].
*[http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/4282657.stm BBC news, Rays to nab nuclear smugglers, 2005].
*[http://news.bbc.co.uk/1/hi/sci/tech/3710735.stm BBC news, Physicists probe ancient pyramid (using cosmic rays), 2004].
*[http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=shielding-space-travelers Shielding Space Travelers] by Eugene Parker.
*[http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/features/bios/christian/anomalous.html Anomalous cosmic ray hydrogen spectra from Voyager 1 and 2]
*[http://helios.gsfc.nasa.gov/acr.html Anomalous Cosmic Rays] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090812232023/http://helios.gsfc.nasa.gov/acr.html |date=12. kolovoza 2009. }} (From NASA's Cosmicopia)
*[http://www.int.washington.edu/PHYS554/winter_2004/chapter8_04.pdf Review of Cosmic Rays] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090905052323/http://www.int.washington.edu/PHYS554/winter_2004/chapter8_04.pdf |date=5. rujna 2009. }}
*[https://web.archive.org/web/20090202181706/http://science.nasa.gov/headlines/y2005/07oct_afraid.htm?list84849 "Who's Afraid of a Solar Flare? Solar activity can be surprisingly good for astronauts."] 7 October 2005, at Science@NASA
*[https://www.youtube.com/watch?v=xJtSWdT598k video of Muon detector in use at Smithsonian Air and Space Museum]
*[https://www.youtube.com/watch?v=xcMbmj-lBEg Dr. Lothar Frey "Cosmic rays and electronic devices"] (YouTube Video) SpaceUp|SpaceUp Stuttgart 2012
*[http://sol.spacenvironment.net/~ARMAS/index.html ARMAS, Real-time cosmic-ray radiation measurements at aviation altitudes] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20210308160746/http://sol.spacenvironment.net/~ARMAS/index.html |date=8. ožujka 2021. }}.
*{{cite web |author=Padilla, Antonio (Tony) |title=Where do Cosmic Rays come from? |url=http://www.sixtysymbols.com/videos/cosmic_rays.htm |work=Sixty Symbols |publisher=Brady Haran for the University of Nottingham}}
<!-- 
{{Radijacija}}
{{Authority control}} -->

{{DEFAULTSORT:Cosmic Ray}}