Космические луч и. Источники, энергия и химическая состав космически

Космические лучи ультравысоких энергий

Энергия некоторых частиц (например, частицы «Oh-My-God») превышает предел ГЗК (Грайзена — Зацепина — Кузьмина) — теоретический предел энергии для космических лучей 5⋅10¹⁹ эВ, вызванный их взаимодействием с фотонами реликтового излучения. Несколько десятков таких частиц за год было зарегистрировано обсерваторией AGASA . Эти наблюдения ещё не имеют достаточно обоснованного научного объяснения.

Также в 2021 году в ходе поисков, проводившихся с 1990-х годов, коллаборацией Tibet ASγ с помощью антенного массива площадью 70 000 м2 и подземных мюонных детекторов, расположенных на Тибетском плато на высоте 4200 метров, были обнаружены следы гамма-лучей мощностью почти в один петаэлектронвольт (10¹⁵ эВ). Всего было обнаружено 23 частицы. Предположительно такое излучение образуется в результате прохождения излучения от самых мощных внегалактических источников через межзвёздный газ Млечного пути, так как зарегистрированные всплески имели диффузный (пространственно рассеяный) характер

Регистрация космических лучей

Долгое время после открытия космических лучей, методы их регистрации не отличались от методов регистрации частиц в ускорителях, чаще всего — газоразрядные счётчики или ядерные фотографические эмульсии, поднимаемые в стратосферу или в космическое пространство. Но данный метод не позволяет вести систематические наблюдения частиц с высокой энергией, так как они появляются достаточно редко, а пространство, в котором такой счётчик может вести наблюдения, ограничено его размерами.
Современные обсерватории работают на других принципах. Когда высокоэнергетичная частица входит в атмосферу, она, взаимодействуя с атомами воздуха на первых 100 г/см², рождает целый шквал частиц, в основном пионов и мюонов, которые, в свою очередь, рождают другие частицы, и так далее. Образуется конус из частиц, который называют ливнем. Такие частицы двигаются со скоростью, превышающей скорость света в воздухе, благодаря чему возникает черенковское свечение, регистрируемое телескопами. Такая методика позволяет следить за областями неба площадью в сотни квадратных километров.