¿Qué es un rayo cósmico de energía ultra alta?

Los rayos cósmicos son partículas subatómicas que vuelan a través del espacio a gran velocidad en todas las direcciones. Alrededor del 90% de ellos son protones, el 9% son núcleos de helio y el 1% son electrones. Contrariamente a su denominación, los rayos cósmicos son partículas energéticas en lugar de rayos per se. en la Tierra, podemos detectar rayos cósmicos cuando chocan con la atmósfera superior y liberan una lluvia de partículas cargadas. Al observar cuán intensa es la ducha de partículas, podemos inferir la energía y la dirección del rayo cósmico.

Un rayo cósmico de energía ultra alta (UHECR) es un tipo de rayo cósmico con una energía anómalamente alta. No existe un límite de corte oficial que define un rayo cósmico de energía ultra alta, pero el término generalmente se refiere al límite de rayos cósmicos que se acercan o exceden el límite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) en la energía de los rayos cósmicos. El límite GZK corresponde a una energía umbral de 6 x 10 19 electrónicos electrónicos, aproximadamente diez millones de veces más enérgicos que las partículas en los aceleradores de partículas más potentes.Por encima de este límite, se cree que los rayos cósmicos interactúan con el fondo de microondas cósmico para producir partículas exóticas llamadas piones, bajando así su energía al límite GZK.

Pero se han observado rayos cósmicos que exceden el límite de GZK. Este es un misterio de la física y podría ser una pista de las teorías físicas que suceden a las de Einstein, según físicos respetados como Lee Smolin. Uno de esos rayos cósmicos, observado en los terrenos de prueba Dugway en Utah y apodado la partícula de Dios oh-My, tenía una energía de aproximadamente 3 x 10 20 Electronvolts. Esto es más o menos equivalente al de un béisbol bien lanzado, pero aquí estamos hablando de una partícula más pequeña que un núcleo atómico típico. Se estima que esta partícula viajaba a aproximadamente 1-5 x 10 -24 la velocidad de la luz. Esto significa que si el rayo cósmico corría un fotón (partícula de luz), después de un entero YeAr de viajes, el rayo cósmico solo estaría 46 nanómetros detrás del fotón original.

Desde el descubrimiento de la partícula OH-My-Dios en 1991, se han registrado al menos quince eventos similares, lo que demuestra que los rayos cósmicos de energía ultra alta son un fenómeno real. Dado que tales partículas son tan enérgicas, es poco probable que se vean afectadas por los campos magnéticos de las galaxias, por lo que probablemente viajarían en una línea directa desde su punto de origen. Pero, no se encontró nada de interés en la dirección del cielo desde donde se originó el rayo cósmico. ¿Porqué es eso? No lo sabemos.