Физики обошлись без ускорителей при изучении космических лучей сверхвысоких энергий

Москва, 18:58, 01 Ноя 2016, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Международная команда физиков создала новый подход к изучению космических лучей сверхвысоких энергий (UHECR) — самых высокоэнергетических частиц в природе со времен Большого Взрыва — изучая взаимодействия этих частиц далеко за пределами искусственных ускорителей.

Исследование может также указывать на появление какого-то нового, еще непонятного физического явления с энергией, величиною на порядок больше, чем можно получить с помощью большого адронного коллайдера (LHC), в котором был обнаружен бозон Хиггса.

Происхождение UHECR остается загадкой, несмотря на десятилетия работы, направленной на выявление их источников. Но даже до идентификации источников UHECR, потоки частиц, которые они создают в атмосфере Земли, могут быть использованы для изучения фундаментальной физики.

Космические лучи являются ядрами атомов. Когда они сталкиваются с частицами воздуха, возникают дополнительные частицы, которые далее взаимодействуют, производя каскад частиц в атмосфере. PAO телескопы наблюдают, как этот поток развивается, проходя через атмосферу, а поверхностные детекторы определяют содержание частиц потока на земле. До сих пор изучение потоков UHECR сталкивалось с трудностями из-за недопонимания их природы.

Профессор физики университета Нью-Йорка Гленнис Фаррар, использовала атмосферу подобно тому, как детектор частиц используется в лабораторных экспериментах. Она сравнила данные PAO по 441 ливням UHECR на основе модели физики элементарных частиц, полученных из экспериментов на ускорителях энергий.

«Передовые модели физики элементарных частиц серьезно недооценивают ключевые компоненты этих UHECR потоков, — объясняет Фаррар. — Это может указывать на появление непредвиденных физических процессов при более высокой энергии, чем у LHC. Будущие исследования и запланированная модернизация PAO обеспечат окно в физику элементарных частиц далеко за пределами ускорителей».