什么是超高能宇宙线(Ultra-High Energy Cosmic Ray)？

宇宙射线是亚原子粒子，在太空中以极快的速度向四面八方飞行。其中大约90%是质子，9%是氦原子核，1%是电子。与其命名相反，宇宙射线是高能粒子，而不是射线本身。在地球上，当宇宙射线与高层大气相撞时，我们可以探测到它们并释放...

宇宙射线是亚原子粒子，在太空中以极快的速度向四面八方飞行。其中大约90%是质子，9%是氦原子核，1%是电子。与其命名相反，宇宙射线是高能粒子，而不是射线本身。在地球上，当宇宙射线与高层大气相撞时，我们可以探测到它们并释放出带电粒子簇射。通过观察粒子簇射的强度，我们可以推断宇宙线的能量和方向。站在一堆书后面的女人超高能宇宙线（UHERC）是一种具有异常高能量的宇宙射线，没有官方的临界值来定义超高能宇宙线，但这个术语通常指宇宙射线接近或超过宇宙线能量的格雷森-扎茨平-库兹明（GZK）极限。GZK极限对应于6×1019电子伏的阈值能量，大约是最强大粒子加速器中粒子能量的1000万倍。超过这个极限，人们认为宇宙射线与宇宙微波背景相互作用，产生称为π介子的奇异粒子，从而将其能量降低到GZK极限。但据著名物理学家称，观测到的宇宙射线超过了GZK极限。这是物理学的一个谜，可能是继爱因斯坦之后的物理理论的一个暗示比如李·斯莫林，在犹他州的达格威试验场观测到的一条宇宙射线，绰号"哦，天哪，粒子"，它的能量约为3×1020电子伏。这大致相当于一个投掷得很好的棒球的能量——然而我们这里所说的粒子比一个典型的原子核还要小。据估计，这个粒子的运动速度大约是光速的1-5×10-24这意味着，如果宇宙射线与光子（光粒子）赛跑，经过整整一年的旅行，宇宙射线只会比原来的光子落后46纳米。自从1991年发现"天哪"粒子以来，至少记录了15次类似的事件，证明超高能宇宙射线是一种真实的现象。由于这种粒子能量巨大，它们不太可能受到星系磁场的影响，因此它们很可能从其起源点沿直线传播。但是，在宇宙射线起源的天空方向上没有发现任何有趣的东西。为什么？我们不知道。

发表于 2020-09-18 02:16
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分类：科学教育

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