Частица Oh-My-God

Частица Oh-My-God («О боже мой!») — космический ливень, вызванный космическими лучами ультравысокой энергии, обнаруженный вечером 15 октября 1991 года на испытательном полигоне Дагвэй (англ.) в штате Юта с помощью детектора космических лучей «Глаз мухи» (англ.) принадлежащего университету штата Юта[1][2]. Энергия частицы, вызвавшей ливень, оценивалась в 3⋅1020 эВ (3⋅108 ТэВ), примерно в 20 миллионов раз больше, чем энергия частиц в излучении внегалактических объектов,[3] другими словами, атомное ядро имело кинетическую энергию, эквивалентную 48 джоулям. Такую энергию имеет 142-граммовый бейсбольный мяч, движущийся со скоростью 93,6 километра в час.[4][5]

Частица Oh-My-God имела столь высокую кинетическую энергию, что перемещалась в пространстве со скоростью примерно 99,99999999999999999999951% от скорости света, ее Лоренц-фактор составил 3,2⋅1011. Несмотря на то, как велика энергия этой частицы, она все еще примерно в 40 миллионов раз меньше теоретически максимально возможной планковской энергии.

Энергия этой частицы примерно в 40 миллионов раз превосходила максимальную энергию протонов, полученную на ускорителях заряженных частиц на момент открытия. Но только малая часть этой энергии оказалась доступна для взаимодействия с протонами и нейтронами атмосферы Земли, большая часть энергии рассеялась в виде кинетической энергии продуктов взаимодействия. Эффективная энергия этого взаимодействия , где  — энергия частицы, и  — масса энергии протона. Для частицы Oh-My-God это даёт энергию в 7,5⋅1014 эВ, что примерно в 50 раз больше энергии столкновения частиц в Большом адронном коллайдере.

С момента фиксации легендарной Oh-My-God-частицы было обнаружено множество аналогичных событий, подтверждающих достоверность существования частиц ультравысоких энергий, по данным на 2014 год было зарегистрировано как минимум 72 частицы с энергией более 5,7⋅1019 эВ[6]

Подобные частицы с очень высокой энергией весьма редки, обычно энергия частиц космических лучей находится в диапазоне от 10 МэВ до 10 ГэВ. Более новые исследования с помощью Telescope Array project (англ.) позволили предположить, что источник этих частиц находится в 20-градусной зоне в направлении созвездия Большой Медведицы.[7][2]

См. также

Ссылки

  1. The Fly’s Eye (1981—1993) — The Highest Energy Particle Ever Recorded. cosmic-ray.org.
  2. 1 2 The Particle That Broke a Cosmic Speed Limit. Quanta Magazine (14 мая 2015).
  3. The time averaged TeV energy spectrum of Mkn 501 of the extraordinary 1997 outburst as measured with the stereoscopic Cherenkov telescope system of HEGRA
  4. Open Questions in Physics. German Electron-Synchrotron. A Research Centre of the Helmholtz Association. Updated March 2006 by JCB. Original by John Baez. (англ.)
  5. Космические дожди / «Популярная механика» № 9, 2012: «.. рекорд был установлен 15 октября 1991 года, когда детектор Fly’s Eye в американском штате Юта обнаружил ливневую подпись частицы с энергией 320 ЭэВ, или 51 Дж»
  6. Abbasi, R. U. Indications of Intermediate-Scale Anisotropy of Cosmic Rays with Energy Greater Than 57 EeV in the Northern Sky Measured with the Surface Detector of the Telescope Array Experiment (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing (англ.), 2014. — Vol. 790, no. 2. — P. L21. — DOI:10.1088/2041-8205/790/2/L21. — Bibcode2014ApJ...790L..21A. — arXiv:1404.5890.
  7. Physicists spot potential source of 'Oh-My-God' particles. sciencemag.org (8 июля 2014).