Ученые поймали неизвестную частицу с невероятно высокой энергией

Российские астрономы и физики с помощью детекторов Баксанской нейтринной обсерватории зафиксировали космическую частицу с "невозможно" высокой энергией. Её мощность составляет в 250 тераэлектронвольт (ТэВ)! Открытие ставит под сомнение теории, накладывающие ограничения на максимальную энергию космических лучей в целом!. Об этом сообщили в Институте ядерных исследований РАН.

Космические лучи, такие как фотоны, ядра атомов, и электроны, обладают разной энергией. В случае с ядрами атомом это зависит от их массы и скорости, а у фотонов при увеличении энергии растет частота, так что фотоны с высокими энергиями фиксируются как почти всепроникающее гамма-излучение.

Раньше считалось, что космические частицы не могут преодолеть так называемый предел Грайзена-Зацепина-Кузьмина, который накладывает ограничение: так, частицы не могут обладать энергией больше 8 Дж. Это и так очень много для их размера — сравнимую энергию имеет пневматическое оружие. При превышении этого порога фотоны и прочие известные высокоэнергетические частицы начинают взаимодействовать с реликтовым излучением Вселенной и терять энергию.

Но мы не знаем ничего о других гипотетических частицах. И похоже для них ограничение на энергию не действует. Специалисты Баксанской нейтринной обсерватории зафиксировали приход некой частицы с энергией 250 ТэВ во время наблюдения за необычно яркий и длинным гамма-всплеском GRB 221009A, обнаруженный космическим аппаратом SWIFT 9 октября этого года. Чуть раньше, как отмечают исследователи, их китайские коллеги, работающие с обсерваторией LHAASO, зафиксировали прохождение еще нескольких неизвестных науке частиц сверхвысоких энергий, обладающих энергией в 18 ТэВ, что также является рекордно высоким значением для этой установки. Оба этих открытия, по словам Штерна и его коллег, вызвали массу споров среди теоретиков и астрономов-наблюдателей, так как эти неизвестные ранее частицы или породившие их космические лучи не могли долететь до Земли из галактики, где произошла вспышка GRB 221009A, поскольку она находится от нас в 2 млрд световых лет. По этой причине часть российских физиков считает, что фиксация этих частиц сверхвысоких энергий указывает на существование "новой физики" за пределами Стандартной модели в которой участвуют атомы, кварки, бозоны и всякие другие виртуальные частицы. Так же новые частицы указывают на возможное нарушение некоторых предсказаний общей теории относительности Эйнштейна. Некоторые исследователи предполагают, что найденной новой частицей является аксион, один из кандидатов на роль частиц «легкой» темной материи. Другие и вовсе допускают что они обнаружили сверхсветовой тахион.

Пока теоретики не могут даже примерно предположить механизм рождения аналога этих частиц-претендентов в гамма-вспышке. Если найденная частица действительно является аксионом, то это отличная новость. Отныне человечество сможет обнаруживать и проводить эксперименты с темной материей, для космологии это заветная мечта. Если это тахионы, то тут возможности человечества и вовсе становятся фантастичными. С их открытием мы можем узнать что породило Большой Взрыв, сможем использовать эти частицы для того чтобы посылать сигналы назад в наше же прошлое, но кроме этого тахионы, или, как их ещё называют, дромотроны, могут позволить нам и вовсе дать возможность путешествовать быстрее скорости света, не прибегая к warp-искривлениям, кротовым норам и прочим ухищрениям.

Пока это все, разумеется, фантастика.Но научно обоснованная. Дальнейшие наблюдения, исследования и теоретические поиски, как надеются Штерн и его коллеги, дадут ответы на многие возникшие вопросы.