1991 ж. АҚШ-та «Құдай-ай!» атымен танымал аса жоғары энергиялы ғарыш сәулесі табылды. Энергиясы 320 эксаэВ-қа жуық, бұл ғарыш сәулелерінің пайда болуы туралы теорияларды күдікке түсірді.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
1991 жылы тіркелген ультра жоғары энергиялы ғарыш сәулесі. "О, құдайым!" бөлшегі – 1991 жылғы 15 қазанда АҚШ-тың Юта штатындағы Дагуэй сынақ полигонында Fly's Eye камерасымен тіркелген ультра жоғары энергиялы ғарыш сәулесі. Оның энергиясы 3,2 (320 эксаэлектрон вольты) деп есептелді. Бұл бөлшектің энергиясы күтпеген болып келді және ғарыш сәулелерінің пайда болуы мен таралуына қатысты қалыптасқан теорияларды күмәндандырды.
Ultra high energy cosmic ray detected in 1991
The Oh My God particle was an ultra high energy cosmic ray detected on 15 October 1991 by the Fly's Eye camera in Dugway Proving Ground, Utah, United States. Its energy was estimated as 3.2 (320 exa eV). The particle's energy was unexpected and called into question prevailing theories about the origin and propagation of cosmic rays.
Жылдамдық
Бұл қандай бөлшектің түрі екені белгісіз, бірақ ғарыштық сәулелердің көпшілігі протоннан тұрады. Егер бөлшектің тынығудағы массасы болса және оның кинетикалық энергиясы (тынығудағы масса энергиясынан артық энергия) болса, онда оның жылдамдығы жарық жылдамдығының еселенгеніне тең болар еді. Егер бұл 938 МэВ болатын протон болса, онда ол жарық жылдамдығының 0,9999999999999999999999951 еселігімен қозғалған, оның Лоренц коэффициенті 3,2 және жылдамдық параметрі 27,1-ге тең болды. Арнайы салыстырмалылық теориясына сәйкес, осы жылдамдықпен қозғалатын протонның бақыланатын уақыттың өзгеруі (уақыттың созылуы) өте күшті болар еді. Егер протон 1,5 миллиард жарық жылы қашықтықта туған болса, онда протонның осы қашықтықты өтуіне шамамен 1,71 күн жұмсалар еді.
It is not known what kind of particle it was, but most cosmic rays are protons. If is the rest mass of the particle and is its kinetic energy (energy above the rest mass energy), then its speed was times the speed of light. Assuming it was a proton, for which is 938 MeV, this means it was traveling at 0.9999999999999999999999951 times the speed of light, its Lorentz factor was 3.2 and its rapidity was 27.1. Due to special relativity, the relativistic time dilation experienced by a proton traveling at this speed would be extreme. If the proton originated from a distance of 1.5 billion light years, it would take approximately 1.71 days in the reference frame of the proton to travel that distance.
Салыстырулар
"Ой, құдайым" бөлшектерінің энергиясы 3,2 немесе 51 шамасында бағаланды. Бұл бір элементар бөлшектің үшін өте зор мөлшер, тіпті адамзаттың жасаған технологиясымен бөлшектерге берілетін ең жоғары энергиядан да асып түседі. Дегенмен, бұл көрсеткіш экзотикалық физика күтілетін Планк деңгейінен әлдеқайда төмен. Осы өте кішкентай бөлшектен шыққан энергия Жерде 1 кг салмақты 5,2 метр биіктіктен (орташа екі қабатты үйдің шатырының биіктігі сияқты) түсіргендегі энергияға тең келеді. Яғни, суб-атомдық бөлшектің энергиясы, қалыпты жағдайдағы макроскопиялық дененің кинетикалық немесе потенциалдық энергиясына баламалы.
The Oh My God particles energy was estimated as 3.2, or 51. Although this amount is phenomenally large for a single elementary particle – far outstripping the highest energy that human technology can generate in a particle – it is still far below the level of the Planck scale, where exotic physics is expected. The energy released by this extremely small particle is comparable to dropping a 1 kg mass from an height of 5.2 (similar to the roof height of a medium sized two story building) on Earth. So, a sub atomic particle with as much energy as the kinetic or potential energy of a macroscopic object in ordinary conditions.
Фотоны фотомен салыстыру
Құдай-ау, бөлшегінің энергиясы көрінетін жарықтың фотон энергиясынан (100 квинтиллион) есе жоғары болды, бұл шамамен бейсбол добының жылдамдығымен тең. Оның энергиясы галактикадан тыс нысан блязар Маркариан 501 сәулесінен шыққан электромагниттік сәуледегі ең жоғары фотон энергиясынан 20 миллион есе артық болды.
The Oh My God particle had (100 quintillion) times the photon energy of visible light, equivalent to a baseball travelling at about Its energy was 20 million times greater than the highest photon energy measured in electromagnetic radiation emitted by an extragalactic object, the blazar Markarian 501.
Жоғары энергия, бірақ Планк шкаласынан төмен
Бөлшектің энергиясы Жердегі үдеткіштерде алынған ең жоғары энергиядан асып түскенімен, ол Планк энергиясынан (1.2208901) шамамен 40 миллион есе төмен болды. Планк масштабындағы әсерлерді анықтау үшін осындай энергиядағы бөлшектер қажет. Мұндай энергияға ие протон "Құдай-ау!" бөлшегінен 1,665 есе жарық жылдамдығына жақын жылдамдықпен қозғалады. Жерден қарағанда және Жердің координаттық жүйесінде байқағанда, 1 см озып кету үшін фотонға Планк энергиясы бар протонды қуып жете беруге шамамен 3,579 (ғаламның қазіргі жасынан 2,59 есе көп) уақыт керек болады.
While the particle's energy was higher than anything achieved in terrestrial accelerators, it was still about 40 million times lower than the Planck energy (1.2208901). Particles of that energy would be required in order to expose effects on the Planck scale. A proton with that much energy would travel 1.665 times closer to the speed of light than the Oh My God particle did. As viewed from Earth and observed in Earth's reference frame, it would take about 3.579 (2.59 times the current age of the universe) for a photon to overtake a Planck energy proton with a 1 cm lead.
Кейінгі ұқсас оқиғалар
Бірінші байқаудан бері осы құбылысты растайтын жүздеген ұқсас оқиғалар (энергиясы 5,7 немесе одан жоғары) тіркелді. Бұл өте жоғары энергиялы ғарыштық сәулелер бөлшектері өте сирек; көптеген ғарыштық сәулелер бөлшектерінің энергиясы eV мен eV аралығында болады. Телескоп массиві жобасын пайдалана отырып жасалған соңғы зерттеулер бөлшектердің көзі Үлкен Аю шоқжұлдызы бағытындағы 20 градус радиустағы "жылы нүктеде" орналасқан болуы мүмкін екенін көрсетті. Жапон мифологиясындағы күн құдайының атымен аталған Аматэрасу бөлшегі 2021 жылы анықталды және 2023 жылы АҚШ-тың Юта штатындағы Телескоп массиві обсерваториясы арқылы расталды. Оның энергиясы 240 эксаэлектронвольттан (2,4 эВ) асты. Бұл бөлшек Жергілікті Бос кеңістіктен шыққан сияқты, ол Құс жолы галактикасының жанындағы бос аймақ. Оның энергиясы белдіктің биіктігінен кірпіш лақтырғанмен тең. Космикалық сәуле келген бағытқа сәйкес келетін ешқандай маңызды астрономиялық нысан анықталған жоқ.
Since the first observation, hundreds of similar events (energy 5.7 or greater) have been recorded, confirming the phenomenon. These ultra high energy cosmic ray particles are very rare; the energy of most cosmic ray particles is between eV and eV. More recent studies using the Telescope Array Project have suggested a source of the particles within a 20 degree radius "warm spot" in the direction of the constellation Ursa Major. The Amaterasu particle, named after the sun goddess in Japanese mythology, was detected in 2021 and later identified in 2023, using the Telescope Array observatory in Utah, United States. It had an energy exceeding 240 exa electron volts (2.4 eV). This particle appears to have emerged from the Local Void, an empty area of space bordering the Milky Way galaxy. It contained an amount of energy comparable to dropping a brick from the height of the waist. No promising astronomical object matching the direction from which the cosmic ray arrived has been identified.