Российские учёные зафиксировали прохождение космической частицы с рекордной энергией 250 ТэВ

В пятницу ученые из Баксанской нейтринной обсерватории зафиксировали прохождение космической частицы с высокой энергией —  250 тераэлектронвольт (ТэВ). Данное открытие позволяет усомниться в теории ограничения на максимальную энергию космических лучей. Об этом сообщает агентство ТАСС со ссылкой на пресс-службу Института ядерных исследований РАН. 

Как утверждают учёные, найденная частица с энергией 251 ТэВ парадоксальна тем, что такие гамма-кванты поглощаются по пути к Земле в результате взаимодействий с межгалактическим фоном. За последние четыре дня уже появились статьи, пытающиеся объяснить феномен «новой физикой», например, аксионами. Но ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований (ИЯИ) РАН Борис Штерн не считает, что в этом есть такая уж необходимость. По его мнению, может быть и другое, более стандартное объяснение. 

Последние десять лет астрономы активно ведут наблюдения за нейтрино сверхвысоких энергий, а также другими космическими частицами внутригалактического и внегалактического происхождения, «нарушающими» так называемый предел Грайзена-Зацепина-Кузьмина. Таким термином физики обозначают количество энергии (примерно 8 Дж), имеющее нейтрино, фотон или космический луч, движущийся к Земле от далёких галактик. Разогнанная материя взаимодействует с микроволновым фоновым излучением Вселенной, формирует новые частицы и теряет энергию.

Во время наблюдений за гамма-вспышкой GRB 221009A учёные смогли зафиксировать  на данный момент самого яркого кандидата, подходящего на роль подобного «нарушителя». Вспышка появилась на ночном небе в прошлое воскресенье в одной из далёких галактик в созвездии Стрелы. Спустя 22 минуты установка «Ковер-2» из Баксанской нейтринной обсерватории зафиксировала прохождение фотона с рекордной энергией в 250 ТэВ. Чуть раньше китайские учёные из обсерватории LHAASO зафиксировали прохождение нескольких частиц сверхвысоких энергий, обладающих энергией в 18 ТэВ. Это также является рекордно высоким значением для подобной установки. 

Как заявляют российские учёные, оба эти явления вызвали массу споров среди теоретиков и астрономов-наблюдателей. Данные споры связаны с тем, что фотоны или породившие их космические лучи не могли долететь до Земли из галактики, где произошла вспышка GRB 221009A — эта галактика удалена от нашей планеты на 2 млрд световых лет. 

В связи с этим одна часть учёных считает, что регистрация данной вспышки указывает на существование «новой физики» за пределами Стандартной модели и на возможное нарушение части предсказаний общей теории относительности Эйнштейна. Так некоторые исследователи предполагают, что источником фотонов могли послужить аксионы, один из кандидатов на роль частиц «лёгкой» тёмной материи. 

Другая часть исследователей предполагает — зарегистрированные явления в России и Китае могли быть порождены некими близлежащими объектами внутри Млечного Пути. Однако сейчас теоретики не могут примерно предположить их природу и механизм рождения аналога гамма-вспышки. Но вполне возможно, что дальнейшие наблюдения и изучения разрешат данный вопрос.