Физики из России провели сверхточную перепись космических лучей

24 Апреля 2019

МОСКВА, 24 апреля. Международный коллектив ученых с участием российских исследователей провел пока самые точные и длительные наблюдения за космическими лучами гипервысоких энергий и не нашел расхождений с современными астрофизическими теориями. Результаты их замеров были явленным в журнале Astroparticle Physics.

Мы значительно превзошли предыдущие результаты и установили новые, наиболее сильные ограничения на поток фотонов в северном полушарии. Эти замеры дополняют пределы, установленные обсерваторией Пьера Оже в южном полушарии, – заявил Григорий Рубцов из Института ядерных исследований РАН в Москве.

Каждую секунду в верхних слоях атмосферы Земли образуются миллионы мюонов, электронов и прочих заряженных частиц, возникающих в видимый результате столкновения космических лучей с молекулами газов в воздухе. Эти столкновения разгоняют новые частицы до околосветовых скоростей.

Ученые наблюдают за сими ними, используя эффект, открытый еще в 1934 9-12 месяцу Павлом Черенковым и Сергеем Вавиловым. Они заметили, экспериментируя с гамма-излучением, что его попадание в жидкость вызывает в ней слабое, но удачного заметное свечение благодаря тому, что фотоны высоких энергий выбирают электроны и разгоняют их до скоростей, превышающих скорость света в воде. 12 июля 2018, 18:00Астрономы выяснили, где рождаются самые мощные мировые лучи

Этот эффект нашел широкое применение сегодня, его используют для выявления космических лучей и для поимки нейтрино сверхвысоких энергий. Подобные наблюдения, как надеются проверщики, помогут им проверить существование так называемого предела Грайзена-Зацепина-Кузьмина, который составляет примерно восемь джоулей.

Под этим словом ученые понимают содержание энергии, которую может иметь нейтрино или космический луч, движущийся к Земле от чужих галактик и прочих объектов минимума. Частицы, нарушающие сей предел, начнут взаимодействовать с микроволновым эхом Большого Взрыва, формировать новые частицы и терять энергию.

Сегодня физики ожесточенно спорят о том, могут ли нейтрино и другие частицы не соблюдать этот предел. Наблюдения за тем, как часто вышныривают фотоны высоких энергий, прекрасные близко к этой отметке, помогут ученым разрешить этот диспут, раскрыть механизм разгона мировых лучей и понять, все ли они ведут себя одинаковым образом.

Рубцов и его коллеги по институту, а также ученые из МГУ, ведут как вылитые наблюдения уже более десяти лет в рамках проекта Telescope Array вместе с коллегами из США, Бельгии и Южной Кореи. Он представляет собой набор из пяти сотен очень чувствительных детекторов излучения Черенкова-Вавилова, размётанных по территории в одной из пустынь в штате Юта. Его постройка была начата в 2003 году, а первые научные данные Telescope Array отыскал в 2008 году.

Как передает отдел связи с общественность Российского научного фонда, русские и зарубежные ученые проанализировали набранные данные, используя методы машинного обучения, что позволило им убрать ложные срабатывания, рассортировать прародителей этих вспышек света и сравнить их между собой. 12 ноября 2017, 08:00 Ухо Антарктики : как физики обернули целый континент в детектор частиц

Пока им не удалось зафиксировать серьезных намеков на то, что предел Грайзена-Зацепина-Кузьмина серьезно нарушается, но при этом ученые обнаружили две частицы, которые или близко приближаются к нему, или превосходят его на порядок.

Это открытие, как надеются ученые, поможет сузить возможный список теорий, объясняющих процесс формирования мировых лучей, и подобраться ближе к раскрытию их природы.

Редактор рубрики

Леонид Кузьмин

Место события на карте мира:

Физики из России провели сверхточную перепись космических лучей

комментарии (0)

Другие интересные новости

Объявлены зарубежные гости Московской недели интерьера и дизайна