Обнаружены фотоны с рекордно высокой энергией

Большой международный коллектив исследователей из научных центров Китая и Японии сделал своё открытие благодаря обсерватории Tibet Air Shower Gamma Collaboration.

Она располагается на Тибетском нагорье – самом высоком и самом большом по площади нагорье мира. На огромной территории обсерватории (65 тысяч квадратных метров) работают 600 детекторов.

Эти устройства позволяют регистрировать субатомные частицы – “осколки” столкновений высокоэнергетических фотонов внеземного происхождения с частицами земной атмосферы. Потоки этих долетающих до нас вторичных частиц специалисты называют широкими атмосферными ливнями.

Благодаря наблюдению за ними физики смогли проследить цепочку событий в обратном направлении и вычислить энергию фотонов, которые долетели до Земли из глубин космоса.

Результаты этой работы поражают воображение: специалистам впервые удалось детектировать 24 фотона с энергией более 100 тераэлектронвольт (ТэВ), а один из них обладал энергией свыше 450 ТэВ.

Напомним, что привычные нам фотоны видимого света обладают энергией около двух электронвольт. А энергия протонов, разгоняемых на самом мощном ускорителе элементарных частиц – Большом адронном коллайдере – составляет “всего” шесть с половиной тераэлектронвольт. (В перспективе будет достигнута планка в 14 ТэВ, но для этого человечеству нужно будет приложить ещё немало усилий по апгрейду БАК.)

Крабовидная туманность

Специалисты смогли определить также и происхождение фотонов. Оказалось, что родом они из Крабовидной туманности – остатков сверхновой, известной как SN 1054.

Находится туманность в Рукаве Персея – одном из основных рукавов Млечного Пути в шести с половиной тысячах световых лет от нас.

Команда занимается изучением фотонов с высокой энергией, чтобы понять, почему же их энергия столь велика. Наиболее популярная на сегодняшний день теория гласит, что они порождаются в столкновениях высокоэнергетических заряженных частиц. Например, во время взрыва сверхновой.

По словам авторов научной статьи, которая будет опубликована в издании Physical Review Letters, обнаружение фотонов с энергией более 100 тераэлектронвольт открывает новую страницу в истории астрономии.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.