Greisen-Zatsepin-Kuzmin határ

A Greisen - Zatsepin - Kuzmin határ (GZK határ, reliktum (vagy fekete test) levágása a spektrumnak a rendkívül nagy energiák tartományában, GZK effektus, angol Greisen  - Z atsepin - K uzmin limit , GZK limit ) az elméleti felső határ távoli forrásokból származó kozmikus sugárzás energiája.

A határértéket 1966-ban Georgy Zatsepin és Vadim Kuzmin [1] , egymástól függetlenül Kenneth Grisen [2] számolta ki . A korlátozás a részecskék és a háttér mikrohullámú sugárzás fotonjai közötti kölcsönhatáshoz kapcsolódik . Azt jósolták, hogy az 5⋅10 19 eV (50 exaelektronvolt) feletti energiájú protonok kölcsönhatásba lépnek a fotonokkal, és pionokat termelnek, amíg energiájuk a megadott küszöb alá nem esik.

vagy

A részecskeenergia kioltásának átlagos távolsága 50 Mpc , és mivel ezeken a határokon belül nincsenek ilyen nagy energiájú kozmikus sugarak forrásai, az ilyen részecskéket nem szabad megfigyelni.

A GZK paradoxona

Az AGASA kísérlet során végzett megfigyelések azt mutatták, hogy a Földet olyan sugarak érik el, amelyek energiája meghaladja a megállapított határt. Ezeket a sugarakat ultramagas vagy rendkívül nagy energiájú részecskéknek nevezik . Az ilyen részecskék létezését GZK paradoxonnak nevezik [3] . Számos javaslat született a probléma megoldására:

Elméletek a GZK paradoxon magyarázatára

Közülük a legérdekesebb és legjelentősebb a kétszeresen speciális relativitáselmélet , azonban a legújabb kutatások alapján ebből is hasonló paradoxon következik [4] .

Egyes elméletek a paradoxont ​​a sötét anyaggal való interakcióval magyarázzák , vagy azzal, hogy az ilyen részecskék sötét anyag részecskéi.

Tények, amelyek nem támasztják alá a paradoxont

2007 júliusában , a 30. Nemzetközi Kozmikus Sugár Konferencián Méridában , Mexikóban, a HiRes bemutatta az ultranagy energiájú kozmikus sugarakkal kapcsolatos eredményeit. A HiRes csak az előre jelzett régióban észlelt elnyomást az ultranagy energiájú kozmikus sugarak spektrumában, mindössze 13 eseményt figyelt meg a küszöbérték feletti energiákkal, a várt 43-at pedig elnyomás nélkül. Ezt az eredményt a Physical Review Letters [5] [6] tette közzé, és ez az első olyan megfigyelés, amely tagadja a GZK paradoxon jelenlétét. A Pierre Auger Obszervatórium megerősítette ezt az eredményt: az AGASA eredmények megerősítéséhez szükséges 30 esemény helyett csak 2 eseményt figyeltek meg. Ezenkívül a 27 legnagyobb energiájú esemény szögeloszlásában (5,7⋅10 19 eV-nál nagyobb energiákkal) kifejezett anizotrópia volt megfigyelhető, amely a legtöbb esetben (27-ből 20-ban) jól korrelált a szomszédos országok aktív magjaira irányuló irányokkal. galaxisok , mint például a Centaurus A [7] [8] [9] .

A Pierre Auger obszervatórium 2009. március végéig tartó, 2012-ben közzétett obszervatóriumi eredményei megerősítették, hogy a kozmikus sugárzás spektrumában a GZK-effektus tartományában a protonok és a nehezebb részecskék esetében a szignifikanciaszint feletti határérték létezik . 20 σ [10] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Zatsepin G. T., Kuzmin V. A., „A kozmikus sugarak spektrumának felső határáról” 2014. október 26-i archív másolat a Wayback Machine -nél, JETP Letters, 1966, V.4, No. 3, 114-117.
  2. ↑ Greisen, Kenneth. Vége a kozmikus sugárzás spektrumának? (angol)  // Physical Review Letters  : Journal. - 1966. - 1. évf. 16 , sz. 17 . - P. 748-750 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.16.748 .
  3. ↑ Dedenko, LG, Fedorova, GF, Fedunin, EY, Kirillov, AA, & Roganova, TM The GZK Paradox and Estimation of Energy of the Primary Cosmic Rays // Proceedings of the 28th International Cosmic Ray Conference.
  4. ↑ Giovanni Amelino Camelia. Duplán speciális relativitáselmélet archiválva 2020. július 31-én a Wayback Machine -nél
  5. ↑ Abbasi, R.U.; et al. A Greisen-Zatsepin-Kuzmin elnyomás első megfigyelése  (angol)  // Physical Review Letters  : folyóirat. - 2008. - Vol. 100 . — P. 101101 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.100.101101 .
  6. ↑ A Greisen-Zatsepin-Kuzmin hatás valósága megerősítést nyert , Grani.ru, 2008.03.26. . Letöltve: 2009. augusztus 2. Az eredetiből archiválva : 2009. január 1..
  7. ↑ Heterogenitást észleltek az ultranagy energiájú kozmikus sugarak érkezési irányaiban • Mihail Stolpovsky • Tudományos hírek az elemekről • Asztrofizika . Letöltve: 2018. február 8. Az eredetiből archiválva : 2018. február 9..
  8. ↑ Ultranagy energiájú kozmikus sugarak anizotrópiáját fedezték fel , Grani.ru, 2007.11.09. . Letöltve: 2009. augusztus 2. Az eredetiből archiválva : 2009. április 16..
  9. ↑ Archivált másolat . Letöltve: 2018. február 8. Az eredetiből archiválva : 2018. február 9..
  10. ↑ A. Creusot, A Pierre Auger együttműködésért. A Pierre Auger Obszervatórium legfrissebb eredményei  // Nukleáris műszerek és módszerek a fizikakutatásban A. rész: Gyorsítók, spektrométerek, detektorok és kapcsolódó berendezések: 4. nemzetközi műhely az akusztikus és rádiós EeV neutrínó-észlelési tevékenységekről. - 2012. - T. 662, 1. melléklet . - S. S106-S112 .

Linkek