Ultra Yüksek Enerji Kozmik Işın Nedir?

Kozmik ışınlar, uzayda her yönden yüksek hızla uçan, atom altı parçacıklardır. Bunların yaklaşık% 90'ı proton,% 9'u helyum çekirdeği ve% 1'i elektron. Adlandırmalarının aksine, kozmik ışınlar kendi başlarına ışınlardan ziyade enerjik parçacıklardır . Yeryüzünde, kozmik ışınları üst atmosferle çarpıştığında algılayabilir ve yüklü parçacıklardan bir duş alabiliriz. Parçacık duşunun ne kadar yoğun olduğunu gözlemleyerek kozmik ışının enerjisini ve yönünü çıkartabiliriz.

Ultra yüksek enerjili kozmik ışın (UHECR), anormal derecede yüksek enerjili bir kozmik ışın türüdür. Ultra yüksek enerjili kozmik bir ışını tanımlayan resmi bir kesme sınırı yoktur, ancak genel olarak kozmik ışın enerjisi üzerindeki Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) sınırına yaklaşan veya bu değeri aşan kozmik ışınlar anlamına gelir. GZK sınırı, en güçlü parçacık hızlandırıcılardaki parçacıklardan yaklaşık 10 milyon kat daha enerjik olan 6 x 10 ¹⁹ elektron voltluk bir eşik enerjisine karşılık gelir. Bu sınırın üstünde, kozmik ışınların kozmik mikrodalga fonu ile etkileşime girdiği ve bu şekilde piyon adı verilen egzotik parçacıklar ürettiği ve böylece enerjilerini GZK sınırına indirdiği düşünülmektedir.

Ancak kozmik ışınların GZK sınırını aştığı görülmüştür. Bu, fiziğin bir gizemidir ve Lee Smolin gibi saygın fizikçilere göre Einstein’ınkileri başarıyla tamamlayan fiziksel teorilerin ipucu olabilir. Utah'daki Dugway Proving Grounds'ta gözlemlenen ve Oh-My-God parçacığını takan bu tür bir kozmik ışın, yaklaşık 3 x 10 ²⁰ elektron voltluk bir enerjiye sahipti. Bu kabaca iyi atılmış bir beyzbol topununkine eşittir - yine de burada tipik bir atom çekirdeğinden daha küçük bir parçacıktan bahsediyoruz. Bu partikülün ışık hızında yaklaşık 1 - 5 x 10 - ^{24 oranında} hareket ettiği tahmin edilmektedir. Bu, eğer kozmik ışın bir fotonla yarışıyorsa (hafif parçacık), bütün bir seyahat yılından sonra, kozmik ışın sadece orijinal fotonun arkasında 46 nanometre olacaktır.

Oh-My-God partikülünün 1991'de keşfedilmesinden bu yana, en az on beş benzer olay kaydedilmiştir ve ultra yüksek enerjili kozmik ışınların gerçek bir fenomen olduğunu kanıtlamıştır. Bu tür parçacıklar çok enerjik olduklarından, galaksilerin manyetik alanlarından etkilenmeleri muhtemel değildir, bu nedenle büyük olasılıkla menşe noktalarından doğrudan bir çizgide hareket ederler. Ancak, kozmik ışının kaynağı olan gökyüzü yönünde ilgi çekici bir şey bulunamadı. Neden? Bilmiyoruz