Kozmik ışının kökeni hakkındaki bilgimizi geliştirmek için proton spektrumunda yeni bir bükülme

Tata Temel Araştırma Enstitüsü tarafından yürütülen, Hindistan’ın Ooty kentindeki GRAPES-3 deneyi, 50 TeV’den başlayan spektrumu ölçerken yaklaşık 166 tera-elektron-volt (TeV) enerjisinde kozmik ışın proton spektrumunda yeni bir özellik keşfetti. 1 peta-elektron-volt’un (PeV) biraz üzerinde. Gözlemlenen özellik, kozmik ışın kaynakları, hızlanma mekanizmaları ve bunların galaksimiz içindeki yayılımına ilişkin anlayışımızın potansiyel olarak yeniden değerlendirilmesini önermektedir.

Çalışma, GRAPES-3 deneyinin Baş Araştırmacısı ve Mumbai’deki Tata Temel Araştırma Enstitüsü’nde öğretim üyesi olan Pravata K. Mohanty tarafından yönetildi. bulgular şurada yayınlandı Fiziksel İnceleme Mektupları

Kozmik ışınlar bir asırdan fazla bir süre önce keşfedildi. Evrendeki en enerjik parçacıklar olarak kabul edilirler. Gezegenimiz sürekli olarak uzaydan, neredeyse her yönden eşit bir şekilde, sabit bir oranda onlar tarafından bombalanıyor. Dünya’nın atmosferine giriyorlar ve yere neredeyse ışık hızında hareket eden bir parçacık yağmuruna neden oluyorlar. Duş parçacıkları elektronları, fotonları, müonları, protonları, nötronları vb. oluşturur.

Kozmik ışınlar oldukça geniş bir enerji aralığında gözlemlenmiştir (10⁸ 10’a kadar²⁰ eV). Kozmik ışın parçacıklarının akışı, güç yasasına göre enerjiyle birlikte hızla azalır.

Yaklaşık yetmiş yıl önce keşfedilen, “Diz” olarak bilinen yaklaşık 3 PeV’deki kozmik ışın protonundaki bükülmenin, Galaktik kaynaklar içindeki kozmik ışın ivmesi için maksimum enerji olduğuna inanılıyor. Kozmik ışın spektrumunun Diz enerjisine kadar olan tek kuvvet kanunu tanımı uzun süredir ileri sürülmekte ve çeşitli modellerle açıklanmaktadır. GRAPES-3 deneyinde yapılan bu gözlem, 100 TeV’nin üzerinde ve Dizin altında yeni bir özelliği göstermektedir.

GRAPES-3 deneyindeki araştırmacılar, yoğun bir dizi plastik sintilatör dedektörü ve geniş alanlı müon dedektörünün bir kombinasyonunu kullanarak, uzay tabanlı dedektörlerden birkaç bin kat daha büyük bir toplama alanıyla veri topladı; Uzay bazlı ölçümlerin düşük istatistikler nedeniyle hassasiyetten yoksun olduğu 100 TeV’nin üzerindeki kozmik ışınlar.

Bu dedektörler tarafından kaydedilen yaklaşık 8 milyon kozmik ışın yağmuru olayının bir alt kümesi, kozmik ışın spektrumunu ölçmek için CPU yoğun bilgisayar simülasyonları kullanan Fahim Varsi ve diğer ekip üyeleri tarafından analiz edildi.