超高能宇宙线 (科学名词)

超高能宇宙线,是整个广延大气簇射(EAS)能区或者把近代最强大的加速器还达不到的能区。

1简介

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从系统相对论脉冲星结构模型及其演化原理可知,中后期脉冲星的外层还包裹着厚实的超分子体外壳,其中心巨核的双极喷流由于受到超分子体外壳的阻挡,而只有少量的小光子穿透外壳而辐射出去,形成双极电磁辐射。

随着脉冲星的持续成长,其巨核的双极辐射束流不断增强,与发射极相对应的超分子壳层被不断加热,形成两个高温区,天文学上称作“热斑”。当这两个高温区被最终烧穿时,脉冲星内部高温高压物质随即喷涌而出,形成所谓“超新星爆发”。于此同时,脉冲星巨核的双极喷流也辐射出去,形成超高能宇宙射线。

当超新星最终将整个超分子壳层全部溶化汽化后,其中心的巨核变成了一个“裸核”,此时巨核也成长得更大,系统相对论称之为超核,物理学上称作了“黑洞”。从巨核到超核是一个连续演化的过程,二者并不存在一个严格的分界线,所不同的是超核比巨核具有更强的超高能宇宙射线。

2来源

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2005年美国SCIENCE杂志社公布的125个科学前沿问题中第29个问题,根据刘泰祥用“系统相对论”研究方法创建的“一元二态物理”,简答如下:超高能宇宙射线主要来自黑洞(超核)和超新星的双极喷流。

2017年9月,一个国际科研团队表示,他们首次证实那些地球上探测到的超高能宇宙射线不是来自银河系内,而是源自银河系之外的遥远星系。

由来自18个国家400多名科学家组成的一个科研团队,在新一期美国《科学》杂志上报告说,他们发现,这些宇宙射线从太空射向地球的方向分布并不均匀,而是偏向于来自某特定方位,而这个方位与银河系中心方向偏差120度,说明超高能宇宙射线不是像一些科学家认为的那样来自银河系内。

这个科研团队是在对皮埃尔·奥热天文台2004年至2016年间采集的数据进行分析后获得上述发现的。皮埃尔·奥热天文台设在阿根廷,拥有1600个粒子探测器,分布面积达3000多平方公里,是世界上已建成的最大宇宙射线观测站。

研究人员表示,地球上探测到的来自太阳的宇宙射线粒子都是低能量粒子,其能量远远低于皮埃尔·奥热天文台探测到的粒子能量。“我们探测到的粒子能量是如此巨大,所以它们一定来自(星系中心的大型黑洞等)极其剧烈的天体物理现象”。

尽管这项发现证实超高能射线来自银河系外,但它们的确切来源仍是未知。这主要是因为在星系磁场的作用下,这些带电粒子的飞行方向可能偏转了几十度。另外,超高能宇宙粒子比较罕见,地球大气层上方每年每平方公里才会见到1个,相当于足球场那么大的地方每100年才见到一个,这增加了研究的难度。

超高能宇宙射线的能量超过10的18次方,远远高于人造粒子加速器所能达到的粒子能量。人类研究这类射线已有50多年,但其来源和机制是个谜。

3望远镜

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2014年2月26日,俄罗斯莫斯科国立大学核物理研究所所长米哈伊尔·帕纳斯尤克宣布,他们将与日本科学家共同开展超高能宇宙射线望远镜项目的研究,未来该望远镜将被安装在国际空间站俄罗斯舱上。

俄罗斯设计的超高能宇宙射线望远镜为轨道望远镜,直径约3米。与那些朝向遥远星空的太空望远镜不同,射线望远镜则是把镜头对准了地球。帕纳斯尤克说,“我们的目标是捕捉那些只在宇宙空间内才能获得的超高能粒子,通常他们所携带的能量高达10^19至10^20电子伏特,或10至100艾电子伏特。形象地讲,这样的粒子比目前地球上最大的大型强子对撞机产生的粒子能量还要高数十亿倍。这些超高能宇宙射线来自遥远的外太空星系,当它们经过地球时,大气层的‘空气淋浴’效应会使其产生次生粒子,通过对次生粒子进行研究,我们就可以获得宇宙射线的相关参数。”这也就解释了为什么射线望远镜没有“仰望星空”。

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标签: 科学 宇宙 银河系

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  • 更新时间:2017-09-25
  • 创建者:lilei
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