Воскресенье, 3 марта, 2024

16+

Астрономы поймали высокоэнергетическую частицу, прилетевшую из ниоткуда

Время на чтение 3 мин.

Команда коллаборации Telescope Array опубликовала в Science статью о регистрации частицы с очень высокой энергией, прилетевшей из пустой области пространства. Почему это открытие может открыть еще не известные страницы физики?

Что такое Telescope Array?

Это коллаборация ученых из США, Японии, Южной Кореи, Бельгии и России. В рамках проекта астрономы регистрируют ультра-высокоэнергетические частицы.

Обсерватория находится в штате Юта на высоте 1,4 км над уровнем моря. Она состоит из 507 сцинтилляторных детекторов (они фиксируют излучение света веществом-сцинтиллятором при поглощении ионизирующего излучения) и 3 станций, наблюдающих ночное небо над решеткой.

Так как такие частицы неизбежно разрушаются при столкновении с земной атмосферой, детектор фиксирует «дождь» из продуктов их распада. Затем ученые анализируют их энергии и траектории и выясняют, какая частица их породила и откуда она прилетела.

Что значит «частица высоких энергий»?

Космические лучи сверхвысоких энергий — это частицы с энергией больше 1 эксаэлектроновольта (1 ЭэВ = 1018 эВ). Это примерно в миллион раз больше, чем энергия, до которой может разогнать частицу Большой адронный коллайдер (около 7 ТэВ).

Такие частицы рождаются за пределами нашей Галактики, но ученые точно не знают, что их порождает. Считается, что они связаны с гамма-всплесками, вспышками активных галактических ядер, гравитационными ударными волнами, процессами в черных дырах. Однако возможно, что процессы рождения этих частиц не описаны в рамках Стандартной модели, то есть наши представления о физике не полны.

Частицы высоких энергий достигают Земли очень редко — за сто лет на 1 кв. км прилетит лишь одна такая частица.

Какую частицу поймал Telescope Array?

Частицу энергией 244±29 ЭэВ зафиксировали 27 мая 2021 года и назвали «частицей Амэтарасу» в честь японской богини-солнце. Она заняла второе место по энергии за всю историю наблюдений — после частицы Oh-My-God на 320 ЭэВ, обнаруженной в 1991-м. Ученые предполагают, что частица Аматэрасу был не фотоном, а протоном или атомным ядром.

Загадка частицы не только в ее энергии, но и в том, откуда она прилетела. Согласно расчетам, ее источник должен находиться в войде — обширной практически пустой области, где нет ни одного объекта, который по нашим представлениям может порождать подобные явления.

Астрономы поймали высокоэнергетическую частицу, прилетевшую из ниоткуда
Расчет направления прибытия частицы Аматэрасу. Черной линией обведена область, откуда по расчетам прилетела частица, внутри обозначены располагающиеся там возможные источники космического излучения. Цветные кружки — рассчитанные направления прибытия в зависимости от двух моделей магнитного поля Млечного пути и четырех возможных видов частицы (протона, ядра углерода, кремния или железа). Изображение: Telescope Array Collaboration et al.

Такие частицы обладают зарядом, поэтому они отклоняются галактическими и внегалактическими магнитными полями. Так что возможных объяснений два: либо частицу сильно отклонил какой-то источник магнитного поля, либо мы все же чего-то не понимаем в физике элементарных частиц.

Свежие новости

spot_img

Оставьте ответ

Пожалуйста, введите свой комментарий!
Пожалуйста, введите ваше имя здесь