Предел Грайзена-Зацепина-Кузьмина

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Предел (Предел ГЗК) Грайзена-Зацепина-Кузьмина — это теоретический верхний предел энергии космических лучей от отдаленных источников.

Предел был вычислен в 1966 Вадимом Кузьминым и Георгием Зацепиным, а также Кеннетом Грайзеном, независимо. Ограничение связано с взаимодействием частиц и фотонами фонового микроволнового излучения. Было предсказано, что частицы с энергией выше 6×10¹⁹ эВ взаимодействуют с фотонами, рождая пионы, пока их энергия не упадёт ниже указанного порога.

$\gamma+p\rightarrow\Delta^+\rightarrow p + \pi^0$
или
$\gamma+p\rightarrow\Delta^+\rightarrow n + \pi^+$

Средняя дистанция гашения энергии частиц — 50 МПс, а так как в этих пределах нет никаких источников космических лучей таких высоких энергий, подобные частицы наблюдаться не должны.

[править] Парадокс ГЗК

Наблюдения проведённые во время эксперимента AGASA, что земли достигают лучи, энергия которых превышает установленный предел(их называют частицами ультравысоких, или предельно высоких энергий). Существование таких частиц называют парадоксом ГЗК. Было предложено множество предположений для решения этой проблемы:

результаты наблюдений были неправильно интерпретированы
существуют источники излучения ближе 50 МПс(хотя такие источники обнаружены не были),
тяжёлые ядра могут преодолеть предел ГЗК
частицы слабо взаимодействующие с веществом(например нейтрино) могут преодолеть этот предел

[править] Теории для обьяснения парадокса ГЗК

Наиболее интересная и значительная из них — дважды специальная теория относительности, однако, судя по последним исследованиям, из неё также следует аналогичный парадокс. Некоторые из теорий обьясняют парадокс взаимодействием с тёмным веществом, или же, что такие частицы и есть частицы тёмной материи

[править] Факты не подтверждающие наличие парадокса

В Июле 2007, во время 30-ой Международной Конференции посвящённой космическим лучам в Мериде, Мексика, HiRes представили свои результаты относительно космических лучей ультравысоких енергий. HiRes наблюдали подавление в спектре космических лучей ультравысоких енергий только в предсказанной области, наблюдая только 13 событий с энергией выше порога, при ожидаемых 43 без подавления. Этот результат был опубликован Physical Review Letters, так как это — первое наблюдение отрицающее наличие парадокса ГЗК. Обсерватория Пьера Оже подтвердили этот результат: Вместо 30 событий, необходимых, чтобы подтвердить результаты AGASA, наблюдались только два. В свете этих результатов, результаты AGASA могут быть неверными.

В настоящее время строятся несколько больших телескопов (EUSO, GLAST), чтобы подтвердить или опровергнуть наличие парадокса ГЗК.