Используя наблюдения из ВИНОГРАД-3 Мюонный детектор физики из Индии и Японии исследовали малоизученную область энергетического спектра космических лучей с беспрецедентными подробностями. Фахим Варси Индийский технологический институт Канпур и его коллеги выявили ранее невидимую особенность в виде излома спектра. Наблюдения указывают на необходимость переосмысления происхождения космических лучей.
Космические лучи, состоящие в основном из протонов и ядер гелия, представляют собой высокоэнергетические частицы, которые постоянно бомбардируют атмосферу Земли. Взаимодействуя с атмосферой, космические лучи создают потоки вторичных частиц, включая электроны, фотоны и мюоны, которые падают на Землю.
Космические лучи были впервые обнаружены в 1912 году в ходе наблюдений Виктора Гесса, получивших Нобелевскую премию. Однако даже спустя столетие после их первоначального обнаружения нам еще многое предстоит узнать о природе этих частиц. Хотя астрономы полагают, что космические лучи происходят из множества различных источников, включая звезды, сверхновые и активные ядра галактик, их происхождение до конца не понятно, поскольку частицы отклоняются магнитными полями, когда они путешествуют на большие расстояния к Земле.
Требуются точные измерения
«Космические лучи, как известно, являются самыми энергичными частицами во Вселенной», — говорит член команды. Правата Моханти в Институте фундаментальных исследований Тата в Мумбаи. «Точное измерение формы элементарного энергетического спектра космических лучей необходимо для лучшего понимания их происхождения, ускорения и распространения».
Один особенно вопиющий пробел в понимании находится в середине спектра космических лучей при энергиях в диапазоне 100 ТэВ–1 ПэВ. В этом окне частицы слишком энергичны, чтобы их можно было уловить непосредственно космическими детекторами, но недостаточно энергичны, чтобы большое количество частиц дождя могло достичь детекторов на Земле.
Чтобы изучить этот энергетический диапазон более подробно, команда Варси изучила наблюдения эксперимента GRAPES-3. Это мюонная обсерватория, расположенная на юге Индии и состоящая из множества сцинтилляционных детекторов. Установка расположена на высоте 2200 м над уровнем моря, что позволяет легче обнаруживать мюоны до того, как они вступят в контакт с атмосферой.
«GRAPES-3 содержит детектор большой площади, позволяющий нам измерять элементный состав космических лучей через мюонный компонент в потоках космических лучей», — объясняет Моханти. «Обладая зоной обнаружения в несколько тысяч раз большей, чем у детекторов космического базирования, GRAPES-3 обеспечивает исключительно высокую статистическую точность измерений».
Четырехлетнее обучение
Исследователи оценили около 8 миллионов ливней, наблюдавшихся за 460-дневный период в 2014 и 2015 годах. Из-за сложности методов анализа и исправления ошибок анализ занял четыре года. Команда утверждает, что ее результаты дают первое детальное представление об окне средней энергии.
«В ходе исследования был измерен спектр протонов в космических лучах от 50 ТэВ до 1.3 ПэВ, что эффективно связало наблюдения как космических, так и наземных измерений», — описывает Моханти.
Среди наиболее ярких особенностей, обнаруженных командой Варси, был излом энергетического спектра около 166 ТэВ, при котором при немного более высоких энергиях было обнаружено больше космических протонов, чем ожидалось. Ранее наземные эксперименты обнаружили аналогичный излом при энергии около 3 ПэВ, которая считалась максимальной энергией космических лучей, исходящих из галактик.
До этого момента исследователи обычно предполагали, что энергетический спектр протонов в наблюдаемой области можно описать простым степенным законом. Однако открытие команды, похоже, разрушило это предположение.
«Это предполагает возможность того, что один класс источников, которые обычно считаются остатками сверхновых, может эффективно ускорять космические лучи до наблюдаемого излома, в то время как другой класс становится преобладающим за пределами излома», — объясняет Моханти.
Основываясь на этих результатах, команда Варси надеется, что вскоре смогут появиться новые модели, объясняющие эти эффекты. Если они будут достигнуты, они могут помочь улучшить наше понимание того, как космические лучи возникают, ускоряются и распространяются на межгалактические расстояния.
Исследование описано в Physical Review Letters,.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://physicsworld.com/a/kink-in-cosmic-ray-spectrum-puzzles-astrophysicists/
- :является
- :нет
- $UP
- 1
- 100
- 2014
- 2015
- 50
- 8
- a
- О нас
- выше
- AC
- ускорять
- ускорение
- Учетная запись
- достигнутый
- через
- активный
- продвижение
- После
- вдоль
- an
- анализ
- Аналитические фармацевтические услуги
- и
- Другой
- появляется
- МЫ
- ПЛОЩАДЬ
- около
- массив
- AS
- предполагается,
- предположение
- At
- Атмосфера
- BE
- , так как:
- становится
- до
- верить
- распространенной
- Beyond
- изоферменты печени
- Строительство
- но
- by
- CAN
- века
- класс
- коллеги
- обычно
- полный
- сложность
- компонент
- композиция
- состоит из
- Соединительный
- постоянно
- содержит
- Космические лучи
- может
- изображенный
- описано
- описывает
- подробность
- подробный
- обнаруживать
- обнаруженный
- обнаружение
- различный
- непосредственно
- открытие
- сделанный
- вниз
- земля
- легче
- фактически
- эффекты
- электронов
- появляться
- энергичный
- энергетика
- достаточно
- обеспечивает
- ошибка
- оценивается
- Даже
- События
- исключительно
- ожидаемый
- эксперимент
- Эксперименты
- Объясняет
- Больше
- Разведанный
- Объект
- Особенность
- Особенности
- Поля
- Во-первых,
- Что касается
- форма
- 4
- от
- полностью
- фундаментальный
- Galaxies
- разрыв
- в общем
- большой
- было
- Есть
- гелий
- помощь
- High
- высший
- очень
- надежды
- Как
- Однако
- HTTPS
- идентифицированный
- if
- in
- В том числе
- Индия
- информация
- начальный
- Институт
- взаимодействовать
- вопрос
- IT
- ЕГО
- Япония
- JPG
- известный
- большой
- больше
- закон
- УЧИТЬСЯ
- уровень
- лежит
- расположенный
- в основном
- Создание
- макс-ширина
- максимальный
- Май..
- проводить измерение
- измерение
- размеры
- член
- средняя
- миллиона
- Модели
- БОЛЕЕ
- самых
- много
- Мумбай
- природа
- Необходимость
- Новые
- номер
- номера
- обсерватория
- of
- on
- ONE
- Возникнув
- происхождения
- Другое
- наши
- за
- особенно
- период
- фотон
- Физика
- Мир физики
- взял
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- Точка
- возможность
- мощностью
- Точность
- предварительно
- производит
- протоны
- обеспечивать
- Пазлы
- RAIN
- ассортимент
- RAY
- достигать
- область
- обязательный
- исследованиям
- исследователи
- Итоги
- обзоре
- говорит
- МОРЕ
- вторичный
- несколько
- Форма
- Шоу
- аналогичный
- просто
- сидит
- скоро
- Источники
- Южная
- Space
- космический
- Спектр
- Звезды
- статистический
- По-прежнему
- УКРЕПЛЯТЬ
- Кабинет
- предлагать
- Предлагает
- сверхновая звезда
- команда
- снижения вреда
- Технологии
- чем
- который
- Ассоциация
- их
- Эти
- они
- этой
- мысль
- тысяча
- Через
- миниатюрами
- раз
- в
- слишком
- приняли
- путешествовать
- правда
- понимание
- понимать
- Вселенная
- беспрецедентный
- us
- Вид
- законопроект
- we
- были
- который
- в то время как
- окно
- Мир
- лет
- еще
- зефирнет