Kas ir īpaši augstas enerģijas kosmiskais stars?

Kosmiskie stari ir subatomiskas daļiņas, kas lielā ātrumā lido pa kosmosu visos virzienos. Apmēram 90% no tiem ir protoni, 9% ir hēlija kodoli un 1% ir elektroni. Pretēji to nosaukumiem, kosmiskie stari ir enerģētiskas daļiņas, nevis stari paši par sevi. Uz Zemes mēs varam atklāt kosmiskos starus, kad tie saduras ar atmosfēras augšējiem slāņiem un izdala lādētu daļiņu dušu. Novērojot, cik intensīva ir daļiņu duša, mēs varam secināt par kosmiskā stara enerģiju un virzienu.

Ultra-augstas enerģijas kosmiskais stars (UHECR) ir kosmiskā starojuma veids ar anomāli augstu enerģiju. Nav oficiālu robežvērtību, kas definētu īpaši augstas enerģijas kosmisko staru, taču šis termins parasti attiecas uz kosmiskajiem stariem, kas tuvojas vai pārsniedz Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) kosmiskā starojuma enerģijas robežu. GZK robeža atbilst 6 x 1019 elektronvoltu sliekšņa enerģijai, kas ir aptuveni desmit miljoni reižu enerģiskāka nekā daļiņas jaudīgākajos daļiņu paātrinātājos. Tiek uzskatīts, ka virs šīs robežas kosmiskie stari mijiedarbojas ar kosmisko mikroviļņu fonu, veidojot eksotiskas daļiņas, ko sauc par pioniem, tādējādi samazinot to enerģiju līdz GZK robežai.

Bet ir novēroti kosmiskie stari, kas pārsniedz GZK robežu. Tas ir fizikas noslēpums un varētu būt mājiens uz fizikālajām teorijām, kas pārņem Einšteina teorijas, uzskata tādi cienījami fiziķi kā Lī Smolins. Vienam šādam kosmiskajam staram, kas novērots Dugway Proving Grounds Jūtas štatā un saukts par Ak-Mans Dievs daļiņu, enerģija bija aptuveni 3 x 1020 elektronvolti. Tas ir aptuveni līdzvērtīgs labi izmestam beisbolam — tomēr šeit mēs runājam par daļiņu, kas ir mazāka par tipisku atoma kodolu. Tiek lēsts, ka šī daļiņa pārvietojās ar aptuveni 1–5 x 10–24 gaismas ātrumu. Tas nozīmē, ka, ja kosmiskais stars sacenstos ar fotonu (gaismas daļiņu), pēc visa ceļojuma gada kosmiskais stars būtu tikai 46 nanometri aiz sākotnējā fotona.

Kopš Oh-My-God daļiņas atklāšanas 1991. gadā ir reģistrēti vismaz piecpadsmit līdzīgi notikumi, kas pierāda, ka īpaši augstas enerģijas kosmiskie stari ir reāla parādība. Tā kā šādas daļiņas ir tik enerģiskas, maz ticams, ka tās ietekmētu galaktiku magnētiskie lauki, tāpēc tās, visticamāk, ceļos tiešā līnijā no to izcelsmes punkta. Taču nekas interesants netika atrasts debesu virzienā, no kurienes radās kosmiskais stars. Kāpēc ir tā, ka? Mēs nezinām.