Limit Greisen-Zatsepin-Kuzmin

Greisenova - Zatsepinova - Kuzminova mez (mez GZK, reliktní (nebo černé těleso) omezení spektra v oblasti extrémně vysokých energií, efekt GZK, anglicky Greisen  - Z atsepin - K uzmin mez , mez GZK ) je teoretická horní mez energie kosmického záření ze vzdálených zdrojů.

Limit vypočítali v roce 1966 Georgy Zatsepin a Vadim Kuzmin [1] a nezávisle Kenneth Grisen [2] . Omezení souvisí s interakcí částic s fotony mikrovlnného záření na pozadí . Bylo předpovězeno, že protony s energiemi nad 5⋅10 19 eV (50 exaelektronových voltů) interagují s fotony a produkují piony , dokud jejich energie neklesne pod specifikovanou prahovou hodnotu.

nebo

Průměrná vzdálenost zhášení energie částic je 50 Mpc , a protože v těchto mezích nejsou žádné zdroje kosmického záření o tak vysokých energiích, takové částice by neměly být pozorovány.

Paradox GZK

Pozorování provedená během experimentu AGASA ukázala, že na Zemi dopadají paprsky, jejichž energie přesahuje stanovený limit. Tyto paprsky se nazývají částice ultravysokých nebo extrémně vysokých energií. Existence takových částic se nazývá GZK paradox [3] . K vyřešení tohoto problému bylo předloženo mnoho návrhů:

Teorie k vysvětlení paradoxu GZK

Nejzajímavější a nejvýznamnější z nich je dvojitě speciální teorie relativity , ale soudě podle posledních výzkumů z ní také vyplývá podobný paradox [4] .

Některé z teorií vysvětlují paradox interakcí s temnou hmotou nebo že takové částice jsou částicemi temné hmoty.

Fakta, která nepodporují paradox

V červenci 2007 , během 30. mezinárodní konference o kosmickém záření v Méridě v Mexiku, HiRes prezentovali své výsledky o ultravysokých energiích kosmického záření. HiRes pozorovalo potlačení ve spektru ultravysokoenergetického kosmického záření pouze v předpovězené oblasti, přičemž pozorovalo pouze 13 událostí s energiemi nad prahem, s očekávanými 43 bez potlačení. Tento výsledek publikoval Physical Review Letters [5] [6] a je prvním pozorováním, které popírá přítomnost paradoxu GZK. Observatoř Pierra Augera potvrdila tento výsledek: místo 30 událostí potřebných k potvrzení výsledků AGASA byly pozorovány pouze 2 události. Navíc v úhlovém rozložení 27 událostí s nejvyšší energií (s energiemi většími než 5,7⋅10 19 eV) byla pozorována výrazná anizotropie, která ve většině případů (20 z 27) dobře korelovala se směry k aktivním jádrům sousedních galaxie , jako je Centaurus A [7] [8] [9] .

Výsledky observatoře observatoře Pierra Augera do konce března 2009, publikované v roce 2012, potvrdily existenci cutoff ve spektru kosmického záření v oblasti efektu GZK pro protony a těžší částice na hladině významnosti více než 20 σ [10] .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Zatsepin G. T., Kuzmin V. A., „Na horní hranici spektra kosmického záření“ Archivní kopie z 26. října 2014 ve Wayback Machine , JETP Letters, 1966, V.4, č. 3, 114-117.
  2. ↑ Greisen, Kenneth. Konec spektra kosmického záření? (anglicky)  // Physical Review Letters  : journal. - 1966. - Sv. 16 , č. 17 . - S. 748-750 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.16.748 .
  3. ↑ Dedenko, LG, Fedorova, GF, Fedunin, EY, Kirillov, AA, & Roganova, TM Paradox GZK a odhad energie primárního kosmického záření // Sborník příspěvků z 28. mezinárodní konference o kosmickém záření.
  4. ↑ Giovanni Amelino Camelia. Double Special Relativity Archived 31. července 2020 na Wayback Machine
  5. ↑ Abbasi, R.U.; a kol. First Observation of the Greisen-Zatsepin-Kuzmin Supression  (anglicky)  // Physical Review Letters  : journal. - 2008. - Sv. 100 _ — S. 101101 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.100.101101 .
  6. ↑ Skutečnost Greisen-Zatsepin-Kuzminova efektu byla potvrzena , Grani.ru, 03/26/2008. . Získáno 2. srpna 2009. Archivováno z originálu 1. ledna 2009.
  7. ↑ Heterogenita zjištěná ve směrech příchodu kosmického záření s ultravysokou energií • Michail Stolpovsky • Vědecké zprávy o prvcích • Astrofyzika . Staženo 8. února 2018. Archivováno z originálu 9. února 2018.
  8. ↑ Objevena anizotropie kosmického záření s ultravysokou energií , Grani.ru, 11. 9. 2007. . Získáno 2. srpna 2009. Archivováno z originálu dne 16. dubna 2009.
  9. ↑ Archivovaná kopie . Staženo 8. února 2018. Archivováno z originálu 9. února 2018.
  10. ↑ A. Creusot, Za spolupráci Pierra Augera. Nejnovější výsledky Observatoře Pierra Augera  // Nukleární přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu Sekce A: Urychlovače, spektrometry, detektory a přidružená zařízení: 4. mezinárodní seminář o akustických a rádiových EeV detekčních aktivitách neutrin. - 2012. - T. 662, Dodatek 1 . - S. S106-S112 .

Odkazy