高能“太阳女神”粒子开启了新物理学的可

    来源: 神秘的地球

      一幅插图显示了高能粒子流从天空穿过地球大气层。(图片鸣谢:uux.cn/大阪都立大学/京都大学L-INSIGHT/Ryunosuke take shige)

      据美国太空网(罗伯特·李):多年来,科学家们设法揭示了相当多有趣粒子的存在,每一次发现都推动了整个物理学领域的发展。例如,有“上帝粒子”,又名希格斯玻色子,赋予所有其他粒子质量。还有所谓的“天啊!”粒子,一种难以想象的高能宇宙射线。

      但是现在我们有了一个新的粒子。它被命名为“太阳女神”粒子——非常特别。

      这种粒子的能量比人类最强大的粒子加速器产生的能量大一百万倍;它似乎是以其他低能量粒子的形式坠落到地球上的。就像“哦,我的上帝!”粒子,这些碎片来自遥远的太空,被称为宇宙射线。这种粒子被命名为“天照大神”,以日本神话中的太阳和宇宙女神天照大神的名字命名,其名字的意思是“闪耀在天堂”。

      正如它的神话名字一样,天照大神粒子也笼罩在神秘之中。它的发现者,包括大阪城市大学的研究员Toshihiro Fujii,不知道这个粒子从哪里来,也不知道它到底是什么。他们也仍然不确定什么样的暴力和强大的过程能够产生像天照大神这样充满活力的东西。

      藤井告诉Space.com:“这是望远镜阵列实验所探测到的能量最高的带电粒子。”

      人们希望,正如根据神道教传统,天照大神被认为创造了日本一样,天照大神粒子可以帮助创建一个全新的高能天体物理学分支。

      “哦,我的女神!”颗粒

      高能宇宙射线一开始是极其罕见的,但是藤井说天照大神粒子的能量水平在30年的宇宙射线探测中是前所未见的。

      事实上,当研究人员通过望远镜阵列实验发现天照大神时——涉及分布在犹他州米勒德县高原沙漠270平方英里(699平方公里)的507个探测器——他们最初认为探测肯定是某种错误。

      藤井说:“我以为这是我的错误或缺陷,然后在检查了事件的细节后,我很兴奋地发现这不是一个错误。”

      望远镜阵列实验于2021年5月27日首次发现了天照大神粒子,其能量为224万亿电子伏(EeV)。作为竞赛,一个EeV相当于10 电子伏特。这使得天照大神与迄今发现的最高能的宇宙射线处于相似的能量水平——是的,那就是“哦,我的上帝!”粒子,这是在1991年10月由犹他州Dugway试验场的蝇眼相机探测到的。后者的能量为320 EeV。

      藤井解释说:“天照大神粒子应该是来自宇宙的关于极端高能现象的重要信使,但我们需要解开这种神秘粒子的起源。”

      在太阳女神粒子似乎来自的方向上,没有天体物理物体,或任何宇宙事件。这就是为什么科学家们不清楚是什么导致了它的产生。但是,虽然天照大神粒子的起源目前可能还不知道,藤井确实有一些调查的途径来跟进。重要的是,其中一些想法可以超越粒子物理学的标准模型,这是我们对宇宙粒子动物园以及这些粒子如何相互作用的最佳概述。

      藤井说:“一种可能性是粒子被极端高能现象加速,如伽马射线爆发或活动星系核中心的喂食超大质量黑洞的喷流。”“另一种可能性是在一个奇异的场景中创造,如超重暗物质的衰变——一种新粒子,来自标准模型之外的未知物理。”

      该团队自2008年以来一直在犹他州用望远镜阵列实验搜寻宇宙射线,现在将继续这样做,新升级的项目灵敏度提高了四倍。他们还期望其他下一代天文台参与宇宙射线行动,帮助科学家对天照大神粒子进行更详细的研究。

      藤井总结道:“我个人对于发现了一个新的科学谜团感到非常兴奋。”。

      该团队的研究将于11月24日发表在《科学》杂志上。

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