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 в штате Юта с помощью детектора космических лучей «Глаз мухи» ( High Resolution Fly's Eye Cosmic Ray Detector — версия статьи «High Resolution Fly's Eye Cosmic Ray Detector» на английском языке 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 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ${\sqrt {2Emc^{2}}}$ ${\sqrt {2Emc^{2}}}$ , где $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $E$ $E$ — энергия частицы, и $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ $mc^{2}$ $mc^{2}$ — 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.

Другие частицы ультравысоких энергийПравить

С момента фиксации 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 ( Telescope Array Project — версия статьи «Telescope Array project» на английском языке англ.) позволили предположить, что источник этих частиц находится в 20-градусной зоне в направлении созвездия Большой Медведицы.^[7]^[2]

См. такжеПравить

Космические лучи

СсылкиПравить

↑ The Fly’s Eye (1981—1993) — The Highest Energy Particle Ever Recorded (неопр.). cosmic-ray.org.
↑ ¹ ² The Particle That Broke a Cosmic Speed Limit (неопр.). Quanta Magazine (14 мая 2015).
↑ The time averaged TeV energy spectrum of Mkn 501 of the extraordinary 1997 outburst as measured with the stereoscopic Cherenkov telescope system of HEGRA
↑ Open Questions in Physics. German Electron-Synchrotron. A Research Centre of the Helmholtz Association. Updated March 2006 by JCB. Original by John Baez. (англ.)
↑ 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»
↑ 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, 2014. — Vol. 790, no. 2. — P. L21. — doi:10.1088/2041-8205/790/2/L21. — Bibcode: 2014ApJ...790L..21A. — arXiv:1404.5890.
↑ Physicists spot potential source of 'Oh-My-God' particles (неопр.). sciencemag.org (8 июля 2014).

[1] The Fly’s Eye (1981—1993) — The Highest Energy Particle Ever Recorded (неопр.). cosmic-ray.org.

[q-2] ¹ ² The Particle That Broke a Cosmic Speed Limit (неопр.). 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»

[Abbasi-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, 2014. — Vol. 790, no. 2. — P. L21. — doi:10.1088/2041-8205/790/2/L21. — Bibcode: 2014ApJ...790L..21A. — arXiv:1404.5890.

[7] Physicists spot potential source of 'Oh-My-God' particles (неопр.). sciencemag.org (8 июля 2014).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]