Greisen-Zatsepin-Kuzmin grænse

Greisen - Zatsepin - Kuzmin- grænsen (GZK-grænse, relikt (eller sort krop) afskæring af spektret i området med ekstremt høje energier, GZK-effekt, engelsk Greisen  - Z atsepin - K uzmin-grænse , GZK-grænse ) er den teoretiske øvre grænse af kosmisk stråleenergi fra fjerne kilder.

Grænsen blev beregnet i 1966 af Georgy Zatsepin og Vadim Kuzmin [1] , og uafhængigt af Kenneth Grisen [2] . Begrænsningen er relateret til samspillet mellem partikler og fotoner af baggrundsmikrobølgestråling . Det blev forudsagt, at protoner med energier over 5⋅10 19 eV (50 exaelectron volt) interagerer med fotoner og producerer pioner , indtil deres energi falder under den specificerede tærskel.

eller

Den gennemsnitlige afstand for slukning af partikelenergi er 50 Mpc , og da der inden for disse grænser ikke er kilder til kosmiske stråler med så høje energier, bør sådanne partikler ikke observeres.

GZK-paradokset

Observationer foretaget under AGASA- eksperimentet viste, at Jorden nås af stråler, hvis energi overstiger den fastsatte grænse. Disse stråler kaldes partikler med ultrahøj eller ekstrem høj energi. Eksistensen af ​​sådanne partikler kaldes GZK-paradokset [3] . Der er kommet mange forslag til at løse dette problem:

Teorier til at forklare GZK-paradokset

Den mest interessante og betydningsfulde af dem er den dobbelt specielle relativitetsteori , men efter nyere forskning at dømme følger der også et lignende paradoks [4] .

Nogle af teorierne forklarer paradokset ved interaktion med mørkt stof , eller at sådanne partikler er mørkt stof partikler.

Fakta, der ikke understøtter paradokset

I juli 2007 , under den 30. internationale kosmiske strålekonference i Mérida , Mexico, præsenterede HiRes deres resultater om kosmiske stråler med ultrahøj energi. HiRes observerede kun undertrykkelse i spektret af kosmiske stråler med ultrahøj energi i det forudsagte område, og observerede kun 13 hændelser med energier over tærsklen, med de forventede 43 uden undertrykkelse. Dette resultat blev offentliggjort af Physical Review Letters [5] [6] og er den første observation, der benægter tilstedeværelsen af ​​GZK-paradokset. Pierre Auger Observatory bekræftede dette resultat: i stedet for de 30 hændelser, der kræves for at bekræfte AGASA-resultaterne, blev der kun observeret 2 hændelser. Derudover blev der i vinkelfordelingen af ​​de 27 hændelser med højeste energi (med energier større end 5,7⋅10 19 eV) observeret en udtalt anisotropi, som korrelerede godt i de fleste tilfælde (20 ud af 27) med retninger til de aktive kerner i nabolandet galakser , såsom Centaurus A [7] [8] [9] .

Observatorieresultater fra Pierre Auger-observatoriet frem til slutningen af ​​marts 2009, offentliggjort i 2012, bekræftede eksistensen af ​​en afskæring i det kosmiske strålespektrum i området for GZK-effekten for protoner og tungere partikler på et signifikansniveau på mere end 20 σ [10] .

Se også

Noter

  1. ↑ Zatsepin G. T., Kuzmin V. A., "På den øvre grænse for spektret af kosmiske stråler" Arkivkopi af 26. oktober 2014 på Wayback Machine , JETP Letters, 1966, V.4, nr. 3, 114-117.
  2. ↑ Greisen, Kenneth. Ende på det kosmiske strålespektrum? (engelsk)  // Physical Review Letters  : journal. - 1966. - Bd. 16 , nr. 17 . - S. 748-750 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.16.748 .
  3. ↑ Dedenko, LG, Fedorova, GF, Fedunin, EY, Kirillov, AA, & Roganova, TM GZK-paradokset og estimering af energi fra de primære kosmiske stråler // Proceedings of the 28th International Cosmic Ray Conference.
  4. ↑ Giovanni Amelino Camelia. Dobbelt speciel relativitet arkiveret 31. juli 2020 på Wayback Machine
  5. ↑ Abbasi, R.U.; et al. Første observation af Greisen-Zatsepin-Kuzmin-undertrykkelsen  (engelsk)  // Physical Review Letters  : journal. - 2008. - Bd. 100 . — S. 101101 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.100.101101 .
  6. ↑ Virkeligheden af ​​Greisen-Zatsepin-Kuzmin-effekten er blevet bekræftet , Grani.ru, 03/26/2008. . Hentet 2. august 2009. Arkiveret fra originalen 1. januar 2009.
  7. ↑ Heterogenitet detekteret i retningerne af ankomsten af ​​ultra-højenergi kosmiske stråler • Mikhail Stolpovsky • Videnskabsnyheder om elementer • Astrofysik . Hentet 8. februar 2018. Arkiveret fra originalen 9. februar 2018.
  8. ↑ Anisotropi af ultrahøjenergi kosmiske stråler opdaget , Grani.ru, 11/09/2007. . Hentet 2. august 2009. Arkiveret fra originalen 16. april 2009.
  9. ↑ Arkiveret kopi . Hentet 8. februar 2018. Arkiveret fra originalen 9. februar 2018.
  10. ↑ A. Creusot, For Pierre Auger-samarbejdet. Seneste resultater fra Pierre Auger Observatory  // Nukleare instrumenter og metoder i fysikforskning Afsnit A: Acceleratorer, spektrometre, detektorer og tilhørende udstyr: 4. internationale workshop om akustiske og radioaktive EeV-neutrinodetektionsaktiviteter. - 2012. - T. 662, Tillæg 1 . - S. S106-S112 .

Links