astice ultra vysokch energi

Zhada :: Je relativita limitovan? Existuj neznme objekty a mechanizmy?

Oakvan odiltrovanie vysokoenergetickch astc bolo teoreticky predpovedan Greisenom, Zatsepinom a Kuzminom (takzvan GZK cutoff) na zklade skutonosti, e vesmr je vyplnen reliktovm iarenm (kozmick mikrovlnn pozadie CMB) najvznamnejm pozostatkom Vekho tresku. Vysokoenergetick astice s najvyou energiou sa zraj s CMB a strcaj energiu, km sa na vzdialenosti 150 milinov svetelnch rokov (50 mega parsekov) sa ich energia nezredukuje na 410^19 eV (pokia plat Einsteinova pecilna teria relativity pre akkovek energiu a vade v celom vesmre).

Skutonos, e boli spozorovan astice s energiami nad GZK-odrezanm nie je v slade s naimi sasnmi vedomosami o fyzike a astrofyzike. Mu existova vznamn zdroje astc s vysokou energiou blzko naej galaxie do vzdialenosti 50 Mpc. Zdroje mu zaha dobre znmu najjasnejiu rdiov galaxiu (Kentaur-A a Panna M-87), alebo to mu by neznme objekty. Ak iaden z javov nepouke na iaden znmy objekt, me to vyvola pochybnos o platnosti pecilnej relativity alebo inch fundamentlnych fyziklnych princpov. Dodnes zskan pozorovania mu ale nemusia by sprvne, a rbus na energetickej hranici vesmru oakva podrobnejie skmanie.

Skok

Na skmanie uniktnych vysokoenergetickch javov je potrebn rozsiahla oblas na pozorovanie. Tokijsk Intitt pre Vskum kozmickho iarenia prve vybudoval Sie teleskopov s rozlohou 760 km^2, v Utahu, USA, ako nstupcu AGASA. Najvia sie existujca v sasnosti, s rozlohou 3,500 km^2, vznikla v roku 2005 v Argentne, Observatrium Pierra Augera (PAO). (Pierre Auger je meno franczskeho vedca, ktor ako prv objavil atmosferick spku pred 70 rokmi). Pozemn observatri s obmedzen pozorovanm bu severnej alebo junej oblohy, nesleduj obe naraz. Pozemn detektory tchto rozsiahlych observatri dosiahli takmer maximlny mon rozsah na zemi. Observatrium diakovho prieskumu zeme, JEM-EUSO, rob vek skok vo vekosti pozorovanej oblasti, pokrvajc 100,000 500,000 km2 (viac ako tisckrt AGASA) majc vhodn postavenie vo vke 400 km na oblohe a irok zorn pole 60. ISS prelieta nad oboma hemisframi, severnou a junou. Homognne pozorovanie celej oblohy jedinm zariadenm nm umouje ptra po korelcii so vetkmi znmymi objektmi.

Zachytvanie ultrafialovho iarenia z atmosfrickej spky

Nabit astice dopadajce na zemsk atmosfru sa zraj s jadrami atmov atmosfry a generuj vek poet elektrnov, meznov a gama-iarenia. Sekundrne astice produkuj aliu generciu astc, ich alom prechdzan atmosfrou. Cel stopa tohto javu sa nazva atmosfrick spka. Vysokoenergetick kozmick event s energiou 10^20 eV generuje ~100 milird astc, ktor zasiahnu zem na ploche s polomerom 3 km.

Elektrn v atmosfrickej spke excituje duskov molekuly v atmosfre, ktor okamite vysielaj ultrafialov fluorescenn fotny pozdl celej stopy eventu. JEM-EUSO zachytva toto svetlo z orbity a zobrazuje pohyb stopy kadch pr mikro-seknd (milintina sekundy) ako extrmne vysokorchlostn digitlna videokamera. Nrast a pokles intenzity svetla pri nadol smerujcej trajektrii atmosfrickej spky ukazuje energiu a smer prchodu eventu kozmickho iarenia.

Vzva :: Oakvan vsledky vesmrneho teleskopu JEM-EUSO
Astronmia nabitch astc vo Vesmre

Trajektrie nzkoenergetickch nabitch astc s ohban magnetickmi poami v medzigalaktickom a galaktickom priestore. Informcia o ich pvode sa tm strca. Avak, trajektrie vysokoenergetickch astc s ohban menej, a tak zachovvaj informciu o smere k ich zdroju, o ich pvode. Tmto spsobom, vysokoenergetick astice tie nes informciu pre astronmiu, popri viditenom svetle, rntgenovom a infraervenom iaren. Rzne zdroje, ktor by mohli generova astice s vysokou energiou: kandidti zahaj Supernovy, Vzplanutia gama iarenia, Aktvne Galaktick jadr, pulzary, a kolzie rdiogalaxi a supermasvnych iernych dier v ich centre. Napriek tomu, vina tchto kadnidtov, nie je schopn urchli astice nad 1020 eV akmkovek znmym mechanizmom. Dosiahnutm konsenzom je, e mus existova nejak neznmy urchovac mechanizmus, alebo dokonca neurchujci mechanizmus produkujci vemi vysok energie

Skmanie neutrn pri najvyej energii

Neutrna vemi slabo interaguj s hmotou a nie s predmetom GZK odrezania. iadne takto eventy neboli doposia spozorovan kvli vemi nzkej efektvnosti u detektorov s limitovanou hmotnosou. Vysokoenergetick neutrna vak mu by spozorovan JEM-EUSO experimentom, pretoe cel zemsk atmosfra m dostatone vek terkov hmotnos aj na objavenie pr takchto eventov za rok

Energetick hranica prevyujca LHC fyziku

Najv lovekom vyroben urchova, Vek hadrnov urchova (LHC), zaal svoju innos v roku 2008. Bude generova astice s vysokou energiou na skmanie elementrnej fyziky. Doposia objaven vysokoenergetick astice kozmickho iarenia maj laboratrne energie viac ako o tri rdy vyie. Energetick hranica elementrnej fyziky me by rozren vysokoenergetickmi asticami registrovanmi JEM-EUSO experimentom.