Космическая высокоэнергетическая частица прибывает из глубин космоса и врезается в атмосферу Земли — и непонятно, откуда она взялась и что вообще собой представляет. Может показаться, что это отрывок из какой-нибудь научно-фантастической книги, но на самом деле это научная реальность, о чем свидетельствует исследование, автором которого выступил доцент Столичного университета Осаки (OMU) Тосихиро Фудзии.
Космические лучи — это энергичные заряженные частицы, возникающие из галактических и внегалактических источников. Космические лучи с чрезвычайно высокой энергией встречаются крайне редко: их энергия может превышать 1 018 электрон-вольт (эВ) или один экса-электрон-вольт (ЭэВ), что примерно в миллион раз больше, чем достигается на самых мощных ускорителях, когда-либо созданных человеком.
В погоне за такими космическими лучами профессор Фудзии и международная команда ученых с 2008 года работают над проектом «Массив Телескопов» (англ. Telescope Array). Массив Телескопов — это специализированный детектор космических лучей, состоящий из 507 сцинтилляторов, расположенных в штате Юта (США) и покрывающих обширную зону обнаружения площадью 700 квадратных километров. 27 мая 2021 года исследователи обнаружили частицу с колоссальным уровнем энергии в 244 ЭэВ.
«Когда я впервые обнаружил этот сверхвысокоэнергетический космический луч, я подумал, что, должно быть, произошла ошибка, поскольку он показал невиданный за последние три десятилетия уровень энергии», — поделился профессор Фудзии.
Такой уровень энергии сопоставим с энергией самого энергичного из когда-либо наблюдавшихся космических лучей, названного частицей «О, мой Бог» (англ. Oh-My-God); энергия при обнаружении в 1991 году оценивалась в 320 ЭэВ.
Высокоэнергетическую частицу, зафиксированную в 2021 году, профессор Фудзии и его коллеги назвали «Аматерасу» — в честь японской богини Солнца, которая, согласно синтоистским верованиям, сыграла важную роль в создании Японии.
Частица Аматерасу, пожалуй, столь же загадочна, как и сама японская богиня. Откуда она взялась? Что именно она собой представляла? Эти вопросы до сих пор не решены. Есть надежда, что частица Аматерасу проложит путь к пониманию природы космических лучей.
«Не было выявлено ни одного перспективного астрономического объекта, соответствующего направлению, откуда пришел космический луч, что позволяет допустить возможность существования неизвестных астрономических явлений и физических законов за пределами Стандартной модели, — размышляет профессор Фудзии. — Мы обязуемся продолжать эксперимент Telescope Array, а также приступить к более детальному исследованию источника этой чрезвычайно энергичной частицы с помощью нашего модернизированного эксперимента с четырехкратной чувствительностью, получившего название TAx4, и обсерваторий следующего поколения».
Читайте также: Активные галактики — источники высокоэнергетических космических нейтрино.
