Астрономы поймали частицу Аматэрасу

Астрономы из коллаборации Telescope Array сообщили об открытии частицы Аматэрасу — частицы космических лучей сверхвысоких энергий с энергией 244 эксаэлектронвольта. При этом ученые не смогли определить возможный источник частицы — направление ее прибытия указывает на локальную пустоту в крупномасштабной структуре Вселенной. Статья опубликована в журнале Science. Космические лучи сверхвысоких энергий представляют собой частицы из внегалактических источников с энергией более одного эксаэлектронвольта (1018 электронвольт), что примерно в миллион раз больше, чем энергия, до которой частицы разгоняются при помощи ускорителей частиц на Земле. Считается, что процессы их генерации могут быть связаны с релятивистскими джетами и оттоками от черных дыр, гамма-всплесками, вспышками активных галактических ядер или крупномасштабными ударными волнами вокруг скоплений галактики или же возникают из-за процессов, описываемых вне Стандартной модели элементарных частиц. Поскольку частицы космических лучей обладают зарядом, то на своем пути к Земли они отклоняются галактическими и внегалактическими магнитными полями, поэтому определить их источник не так просто. Считается, что взаимодействие частиц сверхвысоких энергий с космическим микроволновым фоновым излучением будет подавлять поток частиц с энергией выше 60 эксаэлектронвольт из-за рождения пионов или фотораспада тяжелых ядер. Это явление обозначается как предел Грайзена — Зацепина — Кузьмина и ограничивает максимальное расстояние до источников частиц, обнаруживаемых на Земле, 50-100 мегапарсеками. При этом ожидается, что частицы сверхвысоких энергий с энергиями выше этого порога будут меньше отклоняться магнитными полями, поэтому направление их прибытия будет теснее коррелировать с источниками. При энергии более ста эксаэлектронвольт поток космических лучей составляет менее одной частицы в столетие на квадратный километр, из-за чего для его регистрации нужен очень обширный детектор (около тысячи квадратных километров). Энергию, массу и направление прибытия частицы можно определить путем наблюдения широкого атмосферного ливня — каскада вторичных частиц, рождающихся в результате взаимодействия космических лучей с атмосферой Земли. Астрономы из коллаборации Telescope Array сообщили о регистрации частицы космических лучей сверхвысоких энергий с чрезвычайно высокой энергией и необычным направлением прибытия. Связанный с ней широкий атмосферный ливень был обнаружен ранним утром 27 мая 2021 года, из-за чего событие назвали частицей Аматэрасу — в честь японской богини Солнца. Обсерватория Telescope Array представляет собой квадратную сетку из 507 детекторов космических лучей, расположенную в штате Юта на высоте 1370 метров над уровнем моря. Общая эффективная площадь детекторов составляет 700 квадратных километров, расстояние между отдельными детекторами составляет 1,2 километра. Первоначальная расчетная энергия частицы Аматэрасу оценивается в 244±29 эксаэлектронвольт — для сравнения, Большой адронный коллайдер способен разгонять протоны до семи тераэлектронвольт. Предполагается, что частица, скорей, была протоном (или более тяжелым атомным ядром), а не фотоном. Это четвертый по уровню энергий случай регистрации — в предыдущих случаях энергии частиц составляли 320, 213 и 280 эксаэлектронвольт в 1991, 1993 и 2001 годах, соответственно. Для исследователей любопытна не только большая энергия частицы, но и ее возможный источник, точнее — отсутствие какого-либо потенциального источника. В направлении прибытия частиц...

Читать полный текст на nplus1.ru

 

Опубликовано: 07:33, 24.11.2023

 

Новость из рубрики: Наука

 

Поделиться новостью:

 

Топ новости часа

• С 28 октября войти в «Госуслуги» с логином и паролем больше не получится...
• Starlink в Украине. Где купить и как пользоваться...
• Хозяин "Пятёрочки" рассказал, что россияне стали патриотами и разлюбили западные бренды...
• Гран-при Австралии-2023. Расписание трансляций...
• Де Хеа сделал 5-ю результативную ошибку со старта прошлого сезона – у него и Льориса их больше всего среди игроков АПЛ...
• Когда выйдут данные по инфляции в Великобритании и как они могут повлиять на GBP/USD?...