Co je to kosmický paprsek s ultra vysokou energií?
Kosmické paprsky jsou subatomické částice létající vesmírem velkou rychlostí ve všech směrech. Asi 90% z nich jsou protony, 9% jsou jádra hélia a 1% jsou elektrony. Na rozdíl od jejich pojmenování jsou kosmické paprsky spíše energetickými částicemi než paprsky samy o sobě. Na Zemi můžeme detekovat kosmické paprsky, když se srazí s horní atmosférou a uvolní sprchu nabitých částic. Pozorováním toho, jak intenzivní je částečná sprcha, můžeme odvodit energii a směr kosmického paprsku.
Kosmický paprsek s velmi vysokou energií (UHECR) je typ kosmického paprsku s neobvykle vysokou energií. Neexistuje žádný oficiální mezní limit definující kosmický paprsek s extrémně vysokou energií, ale tento termín obecně označuje kosmické paprsky, které se blíží nebo překračují limit Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) na energii kosmického paprsku. Limit GZK odpovídá prahové energii 6 x 10 19 elektronvoltů, což je asi deset miliónůkrát více energie než částice v nejsilnějších urychlovačích částic. Nad tímto limitem se předpokládá, že kosmické paprsky interagují s kosmickým mikrovlnným pozadím a vytvářejí exotické částice nazývané piony, čímž snižují svou energii na hranici GZK.
Byly však pozorovány kosmické paprsky překračující limit GZK. Toto je tajemství fyziky a podle uznávaných fyziků, jako je Lee Smolin, může být náznakem fyzických teorií, které následují teorie Einsteina. Jeden takový kosmický paprsek, pozorovaný u Dugway Proving Grounds v Utahu a přezdívaný částice Oh-My-God, měl energii asi 3 x 10 20 elektronvoltů. To je zhruba stejné jako u dobře hozeného baseballu - přesto zde mluvíme o částici menší než typické atomové jádro. Odhaduje se, že tato částice cestovala rychlostí světla asi 1 - 5 x 10 -24 . To znamená, že kdyby kosmický paprsek závodil s fotonem (světelná částice), byl by po celý rok cestování kosmický paprsek jen 46 nanometrů za původním fotonem.
Od objevu částice Oh-My-God v roce 1991 bylo zaznamenáno nejméně patnáct podobných událostí, což dokazuje, že kosmické paprsky s velmi vysokou energií jsou skutečným jevem. Protože takové částice jsou tak energetické, je nepravděpodobné, že by byly ovlivněny magnetickými poli galaxií, takže by pravděpodobně cestovaly v přímé linii od svého původního bodu. Ve směru oblohy, odkud pocházel kosmický paprsek, však nebylo nic zajímavého. Proč? Nevíme.