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

宇宙射線是亞原子粒子，在太空中以極快的速度向四面八方飛行。其中大約90%是質子，9%是氦原子核，1%是電子。與其命名相反，宇宙射線是高能粒子，而不是射線本身。在地球上，當宇宙射線與高層大氣相撞時，我們可以探測到它們并釋放...

宇宙射線是亞原子粒子，在太空中以極快的速度向四面八方飛行。其中大約90%是質子，9%是氦原子核，1%是電子。與其命名相反，宇宙射線是高能粒子，而不是射線本身。在地球上，當宇宙射線與高層大氣相撞時，我們可以探測到它們并釋放出帶電粒子簇射。通過觀察粒子簇射的強度，我們可以推斷宇宙線的能量和方向。站在一堆書后面的女人超高能宇宙線（UHERC）是一種具有異常高能量的宇宙射線，沒有官方的臨界值來定義超高能宇宙線，但這個術語通常指宇宙射線接近或超過宇宙線能量的格雷森-扎茨平-庫茲明（GZK）極限。GZK極限對應于6×1019電子伏的閾值能量，大約是最強大粒子加速器中粒子能量的1000萬倍。超過這個極限，人們認為宇宙射線與宇宙微波背景相互作用，產生稱為π介子的奇異粒子，從而將其能量降低到GZK極限。但據著名物理學家稱，觀測到的宇宙射線超過了GZK極限。這是物理學的一個謎，可能是繼愛因斯坦之后的物理理論的一個暗示比如李·斯莫林，在猶他州的達格威試驗場觀測到的一條宇宙射線，綽號"哦，天哪，粒子"，它的能量約為3×1020電子伏。這大致相當于一個投擲得很好的棒球的能量——然而我們這里所說的粒子比一個典型的原子核還要小。據估計，這個粒子的運動速度大約是光速的1-5×10-24這意味著，如果宇宙射線與光子（光粒子）賽跑，經過整整一年的旅行，宇宙射線只會比原來的光子落后46納米。自從1991年發現"天哪"粒子以來，至少記錄了15次類似的事件，證明超高能宇宙射線是一種真實的現象。由于這種粒子能量巨大，它們不太可能受到星系磁場的影響，因此它們很可能從其起源點沿直線傳播。但是，在宇宙射線起源的天空方向上沒有發現任何有趣的東西。為什么？我們不知道。

發表于 2020-09-18 02:16
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分類：科學教育

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