Використовуючи спостереження з ВИНОГРАД-3 детектор мюонів, фізики з Індії та Японії дослідили погано вивчену область енергетичного спектру космічних променів у безпрецедентних деталях. Фахім Варсі в Індійський технологічний інститут Канпур і колеги ідентифікували раніше невидиму особливість у вигляді перелому в спектрі. Спостереження свідчать про необхідність переосмислення походження космічних променів.
Космічні промені, що складаються переважно з протонів і ядер гелію, є високоенергетичними частинками, які постійно бомбардують атмосферу Землі. Взаємодіючи з атмосферою, космічні промені створюють потоки вторинних частинок, включаючи електрони, фотони та мюони, які падають на Землю.
Космічні промені вперше були ідентифіковані в 1912 році під час спостережень Віктора Гесса, який отримав Нобелівську премію. Проте навіть через сторіччя після їх первинного виявлення нам ще потрібно багато чого дізнатися про природу цих частинок. Хоча астрономи вважають, що космічні промені походять від багатьох різних джерел, включаючи зірки, наднові зірки та активні галактичні ядра, їх походження не повністю зрозуміле, оскільки частинки відхиляються магнітними полями, коли вони подорожують на великі відстані до Землі.
Потрібні точні вимірювання
«Відомо, що космічні промені є найенергетичнішими частинками у Всесвіті», — каже член команди Правата Моханти в Інституті фундаментальних досліджень Тата в Мумбаї. «Точне вимірювання форми елементарного енергетичного спектру в космічних променях потрібне, щоб покращити наше розуміння їх походження, прискорення та поширення».
Одна особливо яскрава прогалина в розумінні лежить у середині спектра космічних променів при енергіях в діапазоні 100 ТеВ–1 ПеВ. У цьому вікні частинки надто енергійні, щоб їх безпосередньо вловити космічні детектори, але недостатньо енергійні, щоб велика кількість часток зливи досягла детекторів на Землі.
Щоб більш детально вивчити цей енергетичний діапазон, команда Варсі вивчила спостереження експерименту GRAPES-3. Це мюонна обсерваторія, розташована на півдні Індії, яка складається з масиву сцинтиляційних детекторів. Об’єкт розташований на висоті 2200 м над рівнем моря, що полегшує виявлення мюонів до їх взаємодії з атмосферою.
«GRAPES-3 містить детектор великої площі, що дозволяє нам вимірювати елементний склад космічних променів через мюонний компонент у зливах космічних променів», — пояснює Моханті. «Завдяки зоні виявлення, яка в кілька тисяч разів більша, ніж у космічних детекторів, GRAPES-3 забезпечує винятково високу статистичну точність вимірювань».
Чотирирічне навчання
Дослідники оцінили близько 8 мільйонів злив, які спостерігалися протягом 460-денного періоду в 2014 і 2015 роках. Через складність аналітичних методів і методів виправлення помилок аналіз тривав чотири роки. Команда каже, що її результати дають перше детальне зображення середнього енергетичного вікна.
«Дослідження вимірювало спектр протонів у космічних променях від 50 ТеВ до 1.3 ПеВ, ефективно поєднуючи спостереження як космічних, так і наземних вимірювань», — описує Моханті.
Серед найбільш вражаючих особливостей, помічених командою Варсі, був злам в енергетичному спектрі близько 166 ТеВ, з більшою кількістю космічних протонів, ніж очікувалося, виявлено при трохи вищих енергіях. Раніше в наземних експериментах було виявлено подібний перелом приблизно в 3 ПеВ, що вважалося максимальною енергією для космічних променів, що походять від галактик.
До цього моменту дослідники зазвичай припускали, що енергетичний спектр протонів у спостережуваній області можна описати простим степеневим законом. Однак відкриття команди, схоже, руйнує це припущення.
«Це передбачає можливість того, що один клас джерел, які зазвичай вважаються залишками наднових, може ефективно прискорювати космічні промені до спостережуваного перелому, тоді як інший клас стає переважаючим за межами перелому», — пояснює Моханті.
Спираючись на ці результати, команда Варсі сподівається, що незабаром з’являться нові моделі для врахування цих ефектів. Якщо їх буде досягнуто, вони можуть допомогти зміцнити наше розуміння того, як космічні промені виникають, прискорюються та поширюються на міжгалактичні відстані.
Дослідження описано в Physical Review Letters,.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
- PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
- джерело: https://physicsworld.com/a/kink-in-cosmic-ray-spectrum-puzzles-astrophysicists/
- :є
- : ні
- $UP
- 1
- 100
- 2014
- 2015
- 50
- 8
- a
- МЕНЮ
- вище
- AC
- прискорювати
- прискорення
- рахунки
- досягнутий
- через
- активний
- просування
- після
- по
- an
- аналіз
- Аналітичний
- та
- Інший
- з'являється
- ЕСТЬ
- ПЛОЩА
- навколо
- масив
- AS
- передбачається
- припущення
- At
- атмосфера
- BE
- оскільки
- стає
- перед тим
- Вірити
- вважається,
- За
- обидва
- Створюємо
- але
- by
- CAN
- Століття
- клас
- колеги
- зазвичай
- повний
- складність
- компонент
- склад
- включає
- З'єднувальний
- постійно
- містить
- Космічні промені
- може
- зображено
- описаний
- описує
- деталь
- докладно
- виявляти
- виявлено
- Виявлення
- різний
- безпосередньо
- відкриття
- зроблений
- вниз
- земля
- легше
- фактично
- ефекти
- електрони
- з'являтися
- енергійний
- енергія
- досить
- гарантує
- помилка
- оцінюється
- Навіть
- Події
- винятково
- очікуваний
- експеримент
- Експерименти
- Пояснює
- дослідити
- Розвіданий
- Об'єкт
- особливість
- риси
- Поля
- Перший
- для
- форма
- чотири
- від
- повністю
- фундаментальний
- Галактики
- розрив
- в цілому
- великий
- було
- Мати
- гелій
- допомога
- Високий
- вище
- дуже
- надія
- Як
- Однак
- HTTPS
- ідентифікований
- if
- in
- У тому числі
- Індію
- інформація
- початковий
- Інститут
- взаємодіяти
- питання
- IT
- ЙОГО
- Japan
- JPG
- відомий
- великий
- більше
- закон
- УЧИТЬСЯ
- рівень
- лежить
- розташований
- головним чином
- Робить
- макс-ширина
- максимальний
- Може..
- вимір
- вимір
- вимірювання
- член
- Середній
- мільйона
- Моделі
- більше
- найбільш
- багато
- Мумбаї
- природа
- Необхідність
- Нові
- номер
- номера
- обсерваторії
- of
- on
- ONE
- походження
- походження
- Інше
- наші
- над
- особливо
- period
- Фотони
- Фізика
- Світ фізики
- підібраний
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- точка
- можливість
- влада
- Точність
- раніше
- виробляти
- протони
- забезпечувати
- Пазли
- RAIN
- діапазон
- RAY
- досягати
- регіон
- вимагається
- дослідження
- Дослідники
- результати
- огляд
- говорить
- SEA
- вторинний
- кілька
- Форма
- Шоу
- аналогічний
- простий
- сидить
- скоро
- Джерела
- Південь
- Простір
- космічна
- спектр
- Зірки
- статистичний
- Як і раніше
- Зміцнювати
- Вивчення
- пропонувати
- Запропонує
- наднова зірка
- команда
- методи
- Технологія
- ніж
- Що
- Команда
- їх
- Ці
- вони
- це
- думка
- тисяча
- через
- слайдами
- times
- до
- занадто
- прийняли
- подорожувати
- правда
- розуміння
- зрозуміла
- Всесвіт
- безпрецедентний
- us
- вид
- було
- we
- були
- який
- в той час як
- вікно
- з
- світ
- років
- ще
- зефірнет