Limita Greisen-Zatsepin-Kuzmin

Limita Greisen - Zatsepin - Kuzmin (limita GZK, limită relictă (sau corp negru) a spectrului în regiunea energiilor extrem de mari, efect GZK, în engleză Greisen  - Z atsepin - limita K uzmin , limita GZK ) este limita superioară teoretică a energiei razelor cosmice din surse îndepărtate.

Limita a fost calculată în 1966 de Georgy Zatsepin și Vadim Kuzmin [1] , și independent de Kenneth Grisen [2] . Limitarea este legată de interacțiunea particulelor cu fotonii radiației de fond cu microunde . S-a prezis că protonii cu energii peste 5⋅10 19 eV (50 exaelectron volți) interacționează cu fotonii, producând pioni până când energia lor scade sub pragul specificat.

sau

Distanța medie de stingere a energiei particulelor este de 50 Mpc și , deoarece în aceste limite nu există surse de raze cosmice cu energii atât de mari, astfel de particule nu trebuie observate.

Paradoxul GZK

Observațiile făcute în timpul experimentului AGASA au arătat că Pământul este atins de raze a căror energie depășește limita stabilită. Aceste raze sunt numite particule de energii ultraînalte sau extrem de înalte. Existența unor astfel de particule se numește paradoxul GZK [3] . Au fost făcute multe sugestii pentru a rezolva această problemă:

Teorii pentru a explica paradoxul GZK

Cea mai interesantă și semnificativă dintre ele este teoria relativității dublu specială , totuși, judecând după cercetările recente, un paradox similar rezultă și din aceasta [4] .

Unele dintre teorii explică paradoxul prin interacțiunea cu materia întunecată sau că astfel de particule sunt particule de materie întunecată.

Fapte care nu susțin paradoxul

În iulie 2007 , în timpul celei de-a 30-a Conferințe Internaționale de Raze Cosmice din Mérida , Mexic, HiRes și-a prezentat rezultatele privind razele cosmice cu energie ultra-înaltă. HiRes a observat suprimarea în spectrul razelor cosmice de ultra-înaltă energie doar în regiunea prezisă, observând doar 13 evenimente cu energii peste prag, cu cele 43 așteptate fără suprimare. Acest rezultat a fost publicat de Physical Review Letters [5] [6] și este prima observație care neagă prezența paradoxului GZK. Observatorul Pierre Auger a confirmat acest rezultat: în loc de cele 30 de evenimente necesare pentru confirmarea rezultatelor AGASA, au fost observate doar 2 evenimente. În plus, în distribuția unghiulară a celor 27 de evenimente energetice cele mai mari (cu energii mai mari de 5,7⋅10 19 eV) s-a observat o anizotropie pronunțată, care s-a corelat bine în majoritatea cazurilor (20 din 27) cu direcțiile către nucleele active ale vecinilor. galaxii , cum ar fi Centaurus A [7] [8] [9] .

Rezultatele observatorului observatorului Pierre Auger până la sfârșitul lunii martie 2009, publicate în 2012, au confirmat existența unei limite în spectrul razelor cosmice în regiunea efectului GZK pentru protoni și particule mai grele, la un nivel de semnificație de peste 20 σ [10] .

Vezi și

Note

  1. ↑ Zatsepin G. T., Kuzmin V. A., „On the upper limit of the spectrum of cosmic rays” Copie de arhivă din 26 octombrie 2014 la Wayback Machine , JETP Letters, 1966, V.4, nr. 3, 114-117.
  2. ↑ Greisen, Kenneth. Sfârșitul spectrului de raze cosmice? (engleză)  // Physical Review Letters  : jurnal. - 1966. - Vol. 16 , nr. 17 . - P. 748-750 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.16.748 .
  3. ↑ Dedenko, LG, Fedorova, GF, Fedunin, EY, Kirillov, AA și Roganova, TM Paradoxul GZK și estimarea energiei razelor cosmice primare // Proceedings of the 28th International Cosmic Ray Conference.
  4. ↑ Giovanni Amelino Camelia. Dubly Special Relativity Arhivat 31 iulie 2020 la Wayback Machine
  5. ↑ Abbasi, R.U.; et al. Prima observație a suprimării Greisen-Zatsepin-Kuzmin  (engleză)  // Physical Review Letters  : journal. - 2008. - Vol. 100 . — P. 101101 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.100.101101 .
  6. ↑ A fost confirmată realitatea efectului Greisen-Zatsepin-Kuzmin , Grani.ru, 26.03.2008. . Preluat la 2 august 2009. Arhivat din original la 1 ianuarie 2009.
  7. ↑ Eterogeneitate detectată în direcțiile de sosire a razelor cosmice de ultra-înaltă energie • Mihail Stolpovsky • Știri științifice despre Elemente • Astrofizică . Consultat la 8 februarie 2018. Arhivat din original pe 9 februarie 2018.
  8. ↑ Anizotropia razelor cosmice de ultraînaltă energie descoperită , Grani.ru, 11/09/2007. . Preluat la 2 august 2009. Arhivat din original la 16 aprilie 2009.
  9. ↑ Copie arhivată . Consultat la 8 februarie 2018. Arhivat din original pe 9 februarie 2018.
  10. ↑ A. Creusot, Pentru colaborarea Pierre Auger. Ultimele rezultate ale Observatorului Pierre Auger  // Instrumente și metode nucleare în cercetarea fizicii Secțiunea A: Acceleratoare, spectrometre, detectoare și echipamente asociate: Al 4-lea workshop internațional privind activitățile de detectare a neutrinilor EeV acustic și radio. - 2012. - T. 662, Suplimentul 1 . - S. S106-S112 .

Link -uri