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科学家发现强大宇宙加速器的证据

   日期:2021-08-31     浏览:0    评论:0    
核心提示:中国和日本科学家周五宣布,他们已经找到了“明确的证据”,证明在我们的银河系中存在迄今为止已知最强大的宇宙加速器 PeVatron

中国和日本科学家周五宣布,他们已经找到了“明确的证据”,证明在我们的银河系中存在迄今为止已知最强大的宇宙加速器 PeVatron,但 PeVatron 究竟是什么以及它的工作原理仍然存在



PeVatron 能够将粒子加速到惊人的 1 PeV 能级,即 100 亿电子伏特,是达到的最高能级的 100 倍



这一发现标志着揭示高能宇宙射线起源的一个关键里程碑——高能和带电粒子,包括在附近行进的质子和原子核。 专家说,光速。 研究结果将于周一发表在《物理评论快报》杂志上。



自 1912 年发现以来,科学家们一直在努力寻找这些神秘太空旅行者的起源和加速机制, 该研究的合著者、中国科学院高能物理研究所研究员黄静说。



因此,宇宙加速器是如何工作的 被美国国家研究委员会列为 21 世纪 11 大科学问题之一。



“虽然我们还没有找到宇宙射线的起源,但这些发现和 我们在此过程中所做的努力极大地加速了粒子物理学的发展,”黄说。



科学家假设超新星爆炸、宇宙中的恒星形成区域或超大质量黑洞位于 银河系中心是 PeVatron 的候选者,但没有一个得到观测证据的证实。


这主要是因为大多数宇宙射线都带有电荷,因此来自天体和事件的磁场可以改变粒子在太空​​中飞行的路径,这使得追踪它们的起源变得极其困难,黄



然而,南京大学天体物理学教授王向宇说,宇宙射线可以与星际介质的稀薄气体相互作用。



这种相互作用会产生伽马射线,这是电磁波谱中能量最高的一种波,大约只有原始宇宙射线能量的 10%。



由于伽马射线 射线是电中性的,它们不受磁场的影响。 王说,再加上其巨大的穿透力,科学家们相信他们可以通过研究超高能伽马射线来判断 PeVatron 在宇宙中的位置。



但是这种方法也有局限性。 首先,伽马射线的能量越高,它们就越稀有。 其次,伽马射线需要极其灵敏的仪器来探测它们,黄说。



自 1990 年以来,来自中国和日本的数十名研究人员一直在寻找难以捉摸的高能伽马射线。 西藏自治区羊八井海拔4300米,在西藏ASgamma实验中。



多年来,该实验的天文台由500多个探测器组成,覆盖约 65000平方米的地下粒子探测器,在银河系的银盘区域发现了23条能量级超过398万亿电子伏特的超高能宇宙伽马射线。



能量记录为 957 万亿电子伏特,接近 1 PeV 大关,这是伽马射线光子的新世界纪录。



让科学家们惊讶的是,这些伽马射线 并没有回溯它们的来源,而是以某种方式遍布整个银河系。 这促使科学家推测,多个 PeVatron 可能是在我们的银河系中产生具有极高能量水平的不同伽马射线的原因。



“这些由 PeVatron 产生的宇宙射线可能已被捕获 被我们银河系的磁场所吸引,并在其中反弹了数百万年,”黄说。



“伽马射线就像 PeVatrons 的宇宙足迹。我们现在知道一个事实 它们存在,但究竟是什么天体对 PeVatron 负责,银河系中有多少仍然是个谜。”


 
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