О-My-частица Бога ( OMG частица) была сверхвысокой энергии космических лучей обнаружен 15 октября 1991 года в глаз Мушиный камеры в Dugway испытательном полигоне , штат Юта , США в то время это была самая высокая энергия космических лучей , которые когда-либо наблюдались. [1] [2] [3] Хотя с тех пор были обнаружены космические лучи более высоких энергий, энергия этой частицы была неожиданной и поставила под сомнение теории той эпохи о происхождении и распространении космических лучей.
Сравнения
В О-My-частица Бога " Энергия ю.ш. оценивается как(3,2 ± 0,9) × 10 20 эВ , или51 ± 14 Дж . Это в 20 миллионов раз больше энергии, чем самая высокая энергия, измеренная в электромагнитном излучении, испускаемом внегалактическим объектом. [4] Это было10 20 (100 квинтиллионов) раз больше энергии фотонов видимого света, что эквивалентно бейсбольному мячу весом 140 г (5 унций), движущемуся со скоростью около 26 м / с (94 км / ч; 58 миль в час).Координаты : 5 ч 40 м 48 с , + 48 ° 0 ′ 0 ″[ необходима цитата ]
Если предположить, что это протон, эта частица летела со скоростью 99,999 999 999 999 999 999 999 51 % скорости света , его коэффициент Лоренца был3,2 × 10 11, а его скорость была27.1 . На этой скорости, если бы фотон двигался вместе с частицей, фотону потребовалось бы более 215 000 лет, чтобы достичь опережения 1 см, если смотреть из системы отсчета Земли.
Энергия этой частицы примерно в 40 миллионов раз больше, чем у протонов наивысшей энергии, которые были произведены в любом ускорителе наземных частиц . Однако лишь небольшая часть этой энергии будет доступна для взаимодействия с протоном или нейтроном на Земле, а большая часть энергии останется в виде кинетической энергии продуктов взаимодействия. Эффективная энергия, доступная для такого столкновения, равна √ 2 Emc 2 , [5] где E - энергия частицы, а mc 2 - массовая энергия протона. Для частицы Oh-My-God это дает7,5 × 10 14 эВ , что примерно в 60 раз больше энергии столкновения Большого адронного коллайдера . [6] [7]
Хотя энергия частицы была выше, чем у земных ускорителей, она все же была примерно в 40 миллионов раз ниже энергии Планка . Частицы такой энергии потребуются, чтобы исследовать масштаб Планка . Протон с такой энергией мог бы путешествовать1,665 × 10 в 15 раз ближе к скорости света, чем частица Oh-My-God. Если смотреть с Земли, потребуется около3,579 × 10 20 лет , илиВ 2,59 × 10 10 раз больше нынешнего возраста Вселенной , чтобы фотон опередил протон энергии Планка на 1 см, как это наблюдается в системе отсчета Земли. [ необходима цитата ]
Позже аналогичные события
С момента первого наблюдения не менее семи подобных событий (энергия 5,7 × 10 19 эВ или больше), что подтверждает это явление. [8] Эти частицы космических лучей сверхвысокой энергии очень редки; энергия большинства частиц космических лучей составляет от 10 МэВ до 10 ГэВ.
Более поздние исследования с использованием проекта Telescope Array Project показали, что источник частиц находится в «теплом пятне» с радиусом 20 градусов в направлении созвездия Большой Медведицы . [3] [8] [9]
Смотрите также
- Космические лучи - частицы высокой энергии, в основном возникающие за пределами Солнечной системы.
- Предел Грейзена – Зацепина – Кузьмина - теоретический верхний предел энергии протонов космических лучей
- Космические лучи сверхвысокой энергии - частица космических лучей с кинетической энергией более 10 18 эВ.
- Скопление Большой Медведицы - богатое спиралями скопление галактик сверхскопления Девы.
Рекомендации
- ^ Птица, ди-джей; Корбато, Южная Каролина; Дай, HY; Эльберт, JW; Грин, KD; Хуанг, Массачусетс; Kieda, DB; Ko, S .; Ларсен, CG; Loh, EC; Луо, штат Массачусетс; Саламон, MH; Смит, JD; Сокольский, П .; Sommers, P .; Тан, JKK; Томас, С.Б. (март 1995 г.). «Обнаружение космических лучей с измеренной энергией, значительно превышающей ожидаемую спектральную границу из-за космического микроволнового излучения». Астрофизический журнал . 441 : 144. arXiv : astro-ph / 9410067 . Bibcode : 1995ApJ ... 441..144B . DOI : 10.1086 / 175344 . S2CID 119092012 .
- ^ «Глаз мухи (1981–1993) - частица с самой высокой энергией из когда-либо зарегистрированных» . cosmic-ray.org .
- ^ а б «Частица, которая нарушила космический предел скорости» . Журнал Quanta. 14 мая 2015.
- ^ Блазара Маркарян 501 , Ф. Агаронян и др. (Сотрудничество HEGRA) (1999). «Усредненный по времени энергетический спектр Mkn 501 необычной вспышки 1997 года, измеренный с помощью системы стереоскопического черенковского телескопа HEGRA» (PDF) . arXiv : astro-ph / 9903386v2 . Бибкод : 1999A & A ... 349 ... 11A . S2CID 15448541 . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь )CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка ) - ^ Лебедев, В .; Шильцев В. (29 мая 2014 г.). Физика ускорителей на коллайдере Тэватрон . Springer. п. 1. ISBN 9781493908851. Проверено 3 июня 2019 года .
- ^ "Бюллетень ЦЕРН" . Ноябрь 2015 г.
- ^ "Частицы Ой-Боже" . Phys.org . Июнь 2011 г.
- ^ а б Аббаси, RU (2014). «Признаки промежуточной анизотропии космических лучей с энергией более 57 ЭэВ в северном небе, измеренные с помощью поверхностного детектора эксперимента с телескопической решеткой». Астрофизический журнал . 790 (2): L21. arXiv : 1404,5890 . Bibcode : 2014ApJ ... 790L..21A . DOI : 10.1088 / 2041-8205 / 790/2 / L21 . S2CID 118481211 .
- ^ «Физики обнаруживают потенциальный источник частиц« Боже мой »» . sciencemag.org. 8 июля 2014 г.