※ 引述《jksen (Sen)》之銘言： : 標題: [新聞] 超高能宇宙射線「天照粒子」撞擊地球！起 : 時間: Sat Nov 25 14:25:36 2023 : : 超高能宇宙射線「天照粒子」撞擊地球！起源竟來自宇宙空洞 https://reurl.cc/6QzD Ak : 2021 年，一個高能量粒子從太空墜落到地球表面，攜帶高達 244 EeV 能量，成為迄今 已 : 知能量第 2 高的宇宙射線。科學家將之命名為天照粒子，追溯起源還發現它來自宇宙 大 : 尺度空洞結構，科學家目前不清楚是什麼物體、機制催生出能量如此高的宇宙射線。 前陣子參與社團的讀書會時有稍微讀到一點宇宙射線的內容，來分享一下 這篇記者應該是參考中文維基百科的內容，我對照了一下英文維基百科，天照粒子應該是 人類觀測到能量第三強的粒子，最強的是下面提到的OMG particle，另外2007年還觀測到 280EeV的粒子 : : 當強大宇宙射線撞擊地球大氣層氣體分子，會衰變成各種高能粒子並被地面望遠鏡偵測 ， : 透過追蹤這些粒子來源，研究人員能估計原始宇宙射線威力有多大。 : : 多年來，許多有趣粒子推動了物理學領域進展，例如有「上帝粒子」之稱的希格斯玻色 子 : （賦予其他粒子質量）、被暱稱為「天啊粒子（Ohmy God particle）」的超高能宇宙 射 : 線（ultra-high-energy cosmic ray，UHECR）。 : : Ohmy God 粒子於 1991 年 10 月 15 日在美國猶他州杜格威試驗場被複眼相機探測到 ， : 迄今仍是觀測已知最高能量宇宙射線，能量達 320 EeV，動能相當於棒球以每小時 100 : 公里速度移動，挑戰當時有關宇宙射線起源與傳播的理論。 : : 最近日本大阪公立大學天文學家 Toshihiro Fujii 領導的團隊宣布，望遠鏡陣列實驗 於 : 2021 年 5 月 27 日檢測到迄今已知能量第 2 高的超高能宇宙射線，達 240 EeV，比 人 : 造粒子加速器產生的最強粒子能量高百萬倍，以日本太陽女神之名命為「天照粒子（ : Amaterasu particle）」。 : : 天照粒子來源神秘 : : 多數宇宙射線由質子組成，攜帶各種能量穿越太空，但極高能量的宇宙射線粒子勢必經 過 : 某種東西加速。被加速到超過 100 EeV 能量的粒子每世紀僅有 1 個會抵達地球，超過 : 200 EeV 更加稀有，而單純的超新星事件也辦不到這種加速節奏，因此至今仍不清楚 : Ohmy God 粒子是什麼類型粒子，研究人員也僅能確認天照粒子來自銀河系外。 這裡的數據可能有點問題，畢竟人類自60年代起已經觀測到數次這種等級的宇宙射線，根 據這張圖，應該是一平方公里的面積裡每世紀會有一個100EeV(10^20eV)等級的粒子穿過 https://i.imgur.com/Hv3wE2A.jpg 另外，如果仔細看這張圖，你會看到他有一個Knee 跟 Ankle，這其實代表不同能量的宇 宙射線機制是不一樣的，而你的來源便會限制可能的機制，像10^10eV以下通常都是太陽 發出的，以上到10^15推測都是銀河系內的，再往上可能就是銀河系外的了。所以可能是 這個因素加上他的入射方向（高能粒子不太會受磁場轉彎），他們才會推測天照粒子來源 是銀河系外。 : : 而研究人員回溯路徑後發現天照粒子更加神秘：它的入射方向與任何已知劇烈天文物體 都 : 不相符，或者說太陽系 1.6 億光年範圍內，未檢測到任何強度足以產生天照粒子的物 體 : 。 : : 希臘克里特大學天文物理學家 Vasiliki Pavlidou 表示，天照粒子實際上來自宇宙大 尺 : 度結構中幾乎沒有星系存在的空洞，該區域沒有已知星系、星雲或其他結構。 : : 雖然宇宙射線有可能起源自他處，被其他大質量物體磁場偏轉後才指向我們，但研究人 員 : 表示超高能宇宙射線比能量較低的宇宙射線更難被偏轉。 : : 目前還不清楚什麼物體、機制產生如此強大的宇宙射線，幾個可能來源包括超新星爆炸 、 : 黑洞合併、脈衝星、或者銀河系邊緣一個尚未發現的天體。 : : 新論文發表在《科學》（Science）期刊。 : : --- : : 希望是由未發現的新物理機制造成，很神奇 通常天文學家會用某類型天體的磁場大小，跟磁場的影響範圍來推算他的能量，畢竟要加 速 粒子，他要能夠被持續在某個範圍內加速。下面是幾個可能的來源： https://i.imgur.com/zuk6mQ2.jpg 裡面提到的AGN是活躍星系核，基本上就是星系中心的超大質量黑洞，前面說他的來 源是空洞可能在暗示這並非AGN造成的。但我剛剛翻了一下，Local Void 其實也有不 少星系在裡面？總之我是不會朝新的物理機制去思考啦。 : : -- :

※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 123.110.240.238 (臺灣) : ※ 文章網址: https://webptt.com/m.aspx?n=bbs/sky/M.1700893538.A.A9B.html : 推 ww: 超過 100 EeV的粒子100年僅有一個到地球 這機率是怎麼算的？ 11/30 12: 51 沒有，他算錯了xd : → meblessme: 這粒子射線之所以能被偵測到 12/04 02: 46 : → meblessme: 是剛好撞到偵測器 12/04 02: 46 : → meblessme: 還是影響範圍很大，沒撞到也能測到 12/04 02: 46 : → meblessme: 還是它其實是一堆粒子 12/04 02: 46 : → meblessme: 還是偵測器太強大 12/04 02: 46 : → meblessme: 所有到地球的射線都能偵測到 12/04 02: 46 這有點複雜，上面文章有提到說其實宇宙射線射到大氣層之後會衰變成一堆其他的東西 https://i.imgur.com/dZtZ6JM.jpg 我們可以偵測這些次粒子。 偵測的方法很多，除了直接偵測，還有像是探測Cherenkov Radiation的間接探測法。他 的原理是當一個粒子在介質裡移 動時，他的速度可以超過光的相速度，導致他產生一個角錐狀的波前，偵測這個波前我們 便 可以推測宇宙射線的入射方向和能量。 https://i.imgur.com/UxmYYP2.jpg 這張是反應爐裡的Cherenkov，藍藍的挺可愛ㄉ 要偵測到Cherenkov，可以用偵測器找大氣裡的輻射，或者設一個大水缸，然後祈禱哪天 有顆粒子射進來。用這種方法，有效探測面積可以拉到非常大，像其中一個在阿根廷的高 能粒子觀測設施Pierre Auger Observatory 的偵測面積就可以到3000平方公里 --

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