Vad är en ultrahög energikosmisk stråle?
Kosmiska strålar är subatomiska partiklar som flyger genom rymden med stor hastighet i alla riktningar.Cirka 90% av dem är protoner, 9% är heliumkärnor och 1% är elektroner.I motsats till deras namngivning är kosmiska strålar energiska partiklar snarare än strålar i sig. På jorden kan vi upptäcka kosmiska strålar när de kolliderar med den övre atmosfären och släpper en dusch av laddade partiklar.Genom att observera hur intensiv partikelduschen är, kan vi dra slutsatsen och riktningen för den kosmiska strålen.
En ultrahög energikosmisk stråle (UHECR) är en typ av kosmisk stråle med en anomaliskt hög energi.Det finns ingen officiell avgränsningsgräns som definierar en ultrahög energikosmisk stråle, men termen hänvisar i allmänhet till kosmiska strålar som närmar sig eller överskrider Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) gränsen för kosmisk strålenergi.GZK -gränsen motsvarar en tröskelenergi på 6 x 10 19 elektronvolter, cirka tio miljoner gånger mer energiska än partiklarna i de mest kraftfulla partikelacceleratorerna.Ovanför denna gräns tros man att kosmiska strålar interagerar med den kosmiska mikrovågsbakgrunden för att producera exotiska partiklar som kallas pioner och därmed sänka sin energi till GZK -gränsen.
men kosmiska strålar har observerats överskrida GZK -gränsen.Detta är ett mysterium med fysik och kan vara ett led till fysiska teorier som efterträder Einsteins, enligt respekterade fysiker som Lee Smolin.En sådan kosmisk stråle, observerad vid Dugway som bevisade grunder i Utah och smeknamnet Oh-My-Gud-partikeln, hade en energi på cirka 3 x 10 20 elektronvolter.Detta motsvarar ungefär det för en välkastad baseball-men här pratar vi om en partikel mindre än en typisk atomkärna.Det uppskattas att denna partikel reser med cirka 1-5 x 10 -24 ljusets hastighet.Detta innebär att om den kosmiska strålen tävlade en foton (lätt partikel), efter ett helt reseår, skulle den kosmiska strålen bara vara 46 nanometer bakom den ursprungliga fotonen.
Sedan upptäckten av oh-min-Gud-partikeln 1991 har minst femton liknande händelser registrerats, vilket bevisar att ultrahöga energikosmiska strålar är ett verkligt fenomen.Eftersom sådana partiklar är så energiska är det osannolikt att de skulle påverkas av galaxernas magnetfält, så de skulle troligen resa i en direkt linje från deras ursprungspunkt.Men ingenting av intresse hittades i riktning mot himlen där den kosmiska strålen härstammade.Varför är det så?Vi vet inte.