Thành viên:Anton Fedderer/Nháp
Hạt Ối-giời-ơi!
Nguồn: Wikipedia, Bách khoa toàn thư mở
Phân biệt với "Hạt của Chúa", Higgs boson.
Hạt Ối-giời-ơi! có bản chất là một tia vũ trụ mang năng lượng cực lớn (ultra-high-energy) được phát hiện ngày 15/10/1991 bởi một camera của đài thiên văn Fly's Eye, đặt tại Dugway Proving Ground, bang Utah, Mỹ. Nó là tia vũ trụ mang năng lượng lớn nhất lịch sử tại thời điểm được phát hiện. Dù rằng sau đó người ta đã ghi nhận nhiều hiện tượng tương tự, với mức năng lượng thậm chí còn lớn hơn, sự kiện này [tại thời điểm đó] vẫn làm dấy lên nhiều nghi vấn xoay quanh vấn đề về điểm khởi phát và hướng lan truyền của [các] tia [vũ trụ].
So sánh
Hạt Ối-giời-ơi! mang mức năng lượng (3.2±0.9)×1020 eV, hay 51±14 J, lớn hơn 20 triệu lần so với mức năng lượng lớn nhất từng đo được đối với bức xạ điện từ phát ra bởi một vật thể nằm ngoài phạm vi thiên hà. Mức năng lượng này cũng lớn hơn tới 1020 (100 tỷ tỷ) lần so với ánh sáng thường ngày, tương ứng với một quả bóng chày nặng 140 gram khi di chuyển với vận tốc khoảng 26 m/s ( 94 km/h, hay 58 dặm/giờ).
Đặt trong mối tương quan với một proton, hạt Ối-giời-ơi di chuyển ở mức 99.99999999999999999999951% vận tốc ánh sáng, chỉ số Lorentz đạt 3.2×1011 và tốc độ ở mức 27.1. Ở mức này, nếu có một photon di chuyển cùng chiều với hạt, nó sẽ mất tới 215,000 năm Trái Đất để có thể dẫn trước 1 cm.
Mức năng lượng trên lớn hơn khoảng 40 triệu lần so với mức năng lượng lớn nhất từng được tạo ra bởi máy gia tốc hạt hiện có trên trái đất. Tuy nhiên, chỉ có một phần rất nhỏ của của năng lượng này có thể tương tác với các proton và neutron của môi trường Trái Đất, với phần lớn năng lượng chuyển hóa thành động năng của các sản phẩm sau phản ứng. Mức năng lượng hiệu dụng cho một phản ứng như vậy được tính bởi công thức , với E là năng lượng của hạt và mc2 là năng lượng khối của proton. Đối với hạt mà chúng ta đang bàn, một phản ứng tương tự sẽ giải phóng mức năng lượng với độ lớn 7.5×1014 eV, gấp khoảng 60 lần một vụ LHC (Large Hadron Collider).
Với mức năng lượng đã được công nhận là lớn hơn bất cứ thứ gì từng được tạo ra trong các máy gia tốc hạt trên Trái Đất, con số này vẫn nhỏ hơn tới 40 triệu lần so với năng lượng Planck, mức năng lượng cần phải có trong thang đo Planck, mà với mức năng lượng đó, một proton có thể tiệm cận vận tốc ánh sáng tới 1.655×1015 lần so với hạt mà chúng ta đang xem xét. Nếu nhìn từ Trái Đất, sẽ phải mất 3.579×1020 năm, hay 2.59×1010 lần tuổi vũ trụ [tính đến thời điểm hiện tại] để một photon có thể dẫn trước một proton [mang trong mình năng lượng Planck] 1 cm [xét theo hệ quy chiếu Trái Đất].
Các sự kiện liên quan
Kể từ sự kiện trên, thế giới đã ghi nhận thêm 7 trường hợp bất thường tương tự (mức năng lượng trên 5.7×1019 eV). Sự xuất hiện của các tia kể trên là rất hiếm, với mức năng lượng thường chỉ dao động ở mức từ 10 MeV tới 10 GeV.
Các nghiên cứu gần đây, với sự hỗ trợ từ Telescope Array Project, đã chỉ ra một khả năng liên quan tới nguồn phát sinh của Hạt Ối-giời-ơi!. Nguồn này có thể nằm trong một vùng bán kính 20 độ theo hướng Chòm Đại Hùng Tinh. (Ursa Major.)
Xem thêm
· Cosmic ray – hạt mang năng lượng cực cao, chủ yếu bắt nguồn từ ngoài hệ mặt trời
· Greisen–Zatsepin–Kuzmin limit – giới hạn trên (theo lý thuyết) của mức năng lượng mà proton tạo ra trong môi trường vũ trụ
· Ultra-high-energy cosmic ray – hạt di chuyển trong vũ trụ với động năng lớn hơn 1×1018 eV
· Ursa Major Cluster – một đám có dạng xoắn ốc trong siêu đám Xử Nữ
Tham khảo
1. ^ Bird, D.J.; Corbato, S.C.; Dai, H.Y.; Elbert, J.W.; Green, K.D.; Huang, M.A.; Kieda, D.B.; Ko, S.; Larsen, C.G.; Loh, E.C.; Luo, M.Z.; Salamon, M.H.; Smith, J.D.; Sokolsky, P.; Sommers, P.; Tang, J.K.K.; Thomas, S.B. (March 1995). "Detection of a cosmic ray with measured energy well beyond the expected spectral cutoff due to cosmic microwave radiation". The Astrophysical Journal. 441: 144. arXiv:astro-ph/9410067. Bibcode:1995ApJ...441..144B. doi:10.1086/175344.
2. ^ "The Fly's Eye (1981-1993) – The highest energy particle ever recorded". cosmic-ray.org.
3. ^ Jump up to:a b "The particle that broke a cosmic speed limit". Quanta Magazine. 14 May 2015.
4. ^ The blazar Markarian 501, "measured in 1997"(PDF)..
5. ^ Lebedev, V.; Shiltsev, V. (29 May 2014). Accelerator Physics at the Tevatron Collider. Springer. p. 1. Retrieved 3 June 2019.
6. ^ "CERN bulletin". November 2015.
7. ^ "Oh-My-God Particles". phys.org. June 2011.
8. ^ Jump up to:a b Abbasi, R. U. (2014). "Indications of intermediate-scale anisotropy of cosmic rays with energy greater than 57 EeV in the northern sky, measured with the surface detector of the Telescope Array Experiment". Astrophysical Journal. 790 (2): L21. arXiv:1404.5890. Bibcode:2014ApJ...790L..21A. doi:10.1088/2041-8205/790/2/L21.
9. ^ "Physicists spot potential source of 'Oh-My-God' particles". sciencemag.org. 8 July 2014.