Limit Greisen-Zatsepin-Kuzmin

De limiet van Greisen-Zatsepin-Kuzmin is een theoretische bovengrens van de energetische kosmische straling uit verre bronnen. Met andere woorden, hoewel in feite waargenomen, moet men geen acht op aarde van kosmische straling energie daarboven.

Uitleg

De GZK limiet werd berekend in 1966 door Kenneth Greisen, Vadem Georgiy Zatsepin en Kuzmin, volgens de geplande interactie tussen kosmische straling en fotonen van de kosmische achtergrondstraling. Uit deze berekeningen, kosmische stralen energie groter dan 5,10 eV fotonen interactie met deze, en produceren de pennen volgens de reacties:

of

wat betekent dat een foton CMB, een proton dat is de "kosmische straling", een intermediair deeltje genoemd delta baryon, die vervalt in ofwel een proton en een neutrale pion; ofwel een neutron en een positieve pion. Deze verwezenlijking stukken zou leiden tot een energieverlies van de oorspronkelijke proton en deze interacties voordoen als de energie van de kosmische straling zou buiten deze grens. Wat maakt verre oorsprong van straling waargenomen van de aarde zal nooit de energie-niveau overschrijdt. Omdat de gemiddelde vrije pad in verband met deze interacties, moeten kosmische straling uit een grotere afstand dan 50 megaparsecs nooit aarde te bereiken. Bovendien is er geen soortgelijke bron die zo hoog kosmische straling energie kan produceren.

Waarnemingen

In juli 2007, tijdens de dertigste internationale conferentie over kosmische straling, in Mérida, Yucatán, ervaren met hoge resolutie Fly's Eye Cosmic Ray Detector en het Pierre Auger Observatorium presenteerden hun resultaten op de kosmische stralen van zeer hoge energie. HiRes waargenomen een daling van het energiespectrum van kosmische straling juist de voorspelde energie, simpelweg door het observeren 13 detecties met meer energie dan de limiet, dan ze verwachtten 43 onbeperkt. Dit resultaat Ook het Pierre Auger Observatorium opgenomen twee detecties, die worden geïnterpreteerd als afkomstig uit zwaardere kernen, terwijl ze wachten 30 in afwezigheid van GZK beperken.

In november 2007, onderzoekers van het Pierre Auger Observatorium aangekondigd dat ze hadden waarnemingen laten zien dat kosmische straling van de ultra hoge energie kwam van actieve galactische kernen, waarbij het centrum is samengesteld uit een superzwaar zwart gat in die spiraal en valt van het materiaal.

Samenwerking gegevens AUGER dus bevestigen het bestaan ​​van het GZK limiet. Maar het CNRS onderzoeker Luis Gonzalez-Mestres opgemerkt dat de gevolgen van het bestaan ​​van deze grens voor relativiteit en modellen op de schending van Lorentz symmetrie zijn sterk afhankelijk van de samenstelling van kosmische stralen van ultrahoge energie .

Volgens de analyse van de samenwerking AUGER, kosmische straling met een energie groter dan 6,10 eV lijken vooral protonen. Een alternatieve mening werd voorgesteld door Daniele Fargion. Hij suggereert dat deze stralen zijn voornamelijk lichte kernen: helium, beryllium, boor, koolstof, zuurstof. Het probleem van de GZK limiet blijft nog gedeeltelijk onopgelost.


Paradox

Het bestaan ​​van de straling buiten de GZK cutoff is een paradox die bekend staat als de GZK paradox of de paradox van de kosmische straling. Overmatige stroom van deeltjes voorbij de GZK cutoff op bepaalde punten van de speciale relativiteitstheorie en deeltjesfysica tegenspreken zoals we die nu kennen. Echter, de observatie van deeltjes boven de cut niet oneens met de huidige modellen. Inderdaad, de GZK limiet gewoon dat deeltjes groter dan 5,10 eV niet meer dan 50 megaparsecs kan hebben gereisd voor het bereiken van de aarde op straffe van die uiteengevallen bij het uitdragen. Dit daarom limieten alleen van toepassing op externe bronnen en het is mogelijk dat de waargenomen straling werden uitgegeven van ons eigen melkwegstelsel. In dit geval moet gelokaliseerd ruimtelijke handtekening gedetecteerd. Een andere suggestie betreft hoog-energetische deeltjes, neutrino's inwerkende zou de waargenomen straling te maken.

In 2004, hebben de opmerkingen van de Akeno Giant Air Douche Array het bestaan ​​van een flux van kosmische stralen van energie boven deze grens onthuld. Aantal exotische theorieën werden vervolgens voorgesteld om deze observaties, de meest opvallende daarvan is waarschijnlijk die van de dubbel speciale relativiteitstheorie uit te leggen. Het lijkt er echter op dat de meting door AGASA heeft bronnen van fouten sinds de laatste opmerkingen van nieuwe ervaring niet het bestaan ​​van dergelijke stromen buiten de GZK cutoff bevestigen.

Implicaties

Deze grens wordt momenteel getest als een potentiële bewijs dat ons universum is een computersimulatie. Inderdaad, de theorie voorspelt dat in een gesimuleerde driedimensionaal netwerk, omdat geen punt niet kleiner is dan het kader van het netwerk kan de energie van een deeltje beperkt. Dit wordt gecontroleerd door simulaties quantum chromodynamiques zeer kleine ruimtes. Evenzo is de waarneming van het weefsel van het universum, is een simulatie van wat komen zou evenveel hoogenergetische deeltjes vanuit alle richtingen ontvangen - waarbij de oriëntatie van de onthulling matrix zelf.