‘ماذا يحصل؟’ اكتشاف جسيم عالي الطاقة للغاية يسقط على الأرض | فيزياء الجسيمات

اكتشف علماء الفلك جسيمًا نادرًا وعالي الطاقة للغاية يسقط على الأرض من الفضاء.

ويقول العلماء إن هذه الأشعة، التي أطلق عليها اسم “أماتيراسو”، نسبة إلى إلهة الشمس في الأساطير اليابانية، هي واحدة من الأشعة الكونية الأعلى طاقة التي تم اكتشافها على الإطلاق.

لا تزال أصولها مجهولة، لكن الخبراء يعتقدون أن أقوى الأحداث السماوية فقط – أكبر بكثير من انفجار نجم – هي التي يمكن أن تنتجها.

وقال جون ماثيوز، أستاذ الأبحاث في جامعة يوتا بالولايات المتحدة: “الأشياء التي يعتقد الناس أنها نشطة، مثل المستعرات الأعظم، ليست قريبة بما يكفي من الطاقة للقيام بذلك. أنت بحاجة إلى كميات هائلة من الطاقة، ومجالات مغناطيسية عالية جدًا، لحصر الجسيم أثناء تسارعه”.

يمتلك جسيم أماتيراسو طاقة تتجاوز 240 إكسا إلكترون فولت (EeV)، وهو ما يزيد بملايين المرات عما تحققه الجسيمات في مصادم الهادرونات الكبير، أقوى معجل تم بناؤه على الإطلاق.

ويأتي في المرتبة الثانية بعد جسيم Oh-My-God، وهو شعاع كوني آخر عالي الطاقة، تم اكتشافه في عام 1991 ويمتلك 320 EeV من الطاقة.

وقال توشيهيرو فوجي، الأستاذ المشارك في جامعة أوساكا ميتروبوليتان في اليابان: “عندما اكتشفت هذا الشعاع الكوني فائق الطاقة لأول مرة، اعتقدت أنه لا بد أن يكون هناك خطأ، حيث أظهر مستوى طاقة غير مسبوق في العقود الثلاثة الماضية”. “.

عندما تضرب الأشعة الكونية ذات الطاقة العالية الغلاف الجوي للأرض، فإنها تطلق سلسلة من الجسيمات الثانوية والإشعاع الكهرومغناطيسي فيما يعرف بوابل هوائي واسع النطاق.

وتتحرك بعض الجسيمات المشحونة الموجودة في وابل الهواء بسرعة أكبر من سرعة الضوء، منتجة نوعًا من الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي يمكن اكتشافه بواسطة أدوات متخصصة.

أحد هذه الأدوات هو مرصد مصفوفة التلسكوب في ولاية يوتا، الذي عثر على جسيم أماتيراسو.

ويبدو أن هذا الحدث الغامض قد خرج من الفراغ المحلي، وهي منطقة فارغة من الفضاء تحد مجرة ​​درب التبانة.

ويشير الخبراء إلى أن هذا قد يشير إلى انحراف مغناطيسي أكبر بكثير مما كان متوقعا، أو مصدر غير معروف في الفراغ المحلي، أو فهم غير كامل لفيزياء الجسيمات عالية الطاقة.

وقال ماثيوز: “إن الجسيمات ذات طاقة عالية جدًا، ولا ينبغي أن تتأثر بالمجالات المغناطيسية المجرية وخارجها. يجب أن تكون قادرًا على الإشارة إلى المكان الذي أتوا منه في السماء. لكن في حالة جسيم يا إلهي وهذا الجسيم الجديد، يمكنك تتبع مساره إلى مصدره ولا يوجد شيء عالي الطاقة بما يكفي لإنتاجه. هذا هو اللغز – ما الذي يحدث بحق الجحيم؟”

ويأملون أن يمهد جسيم أماتراسو الطريق لمزيد من الأبحاث التي يمكن أن تساعد في تسليط الضوء على الأشعة الكونية فائقة الطاقة ومن أين تأتي.

وقال البروفيسور جون بيلز، من جامعة يوتا: “يبدو أن هذه الأحداث تأتي من أماكن مختلفة تماما في السماء. ليس الأمر وكأن هناك مصدرًا غامضًا واحدًا. ومن الممكن أن يكون ذلك عيوبًا في بنية الزمكان، مما يؤدي إلى اصطدام الأوتار الكونية. أعني أنني فقط أطرح الأفكار المجنونة التي يطرحها الناس لأنه لا يوجد تفسير تقليدي.

ونشرت النتائج في مجلة العلوم.