Энергия космических частиц?

[lvov]

 
 Уважаемые участники форума!

 Известно, что микрочастицы космического происхождения могут иметь огромную энергию, недостижимую в современных ускорителях. По некоторым данным рассматриваемые частицы характеризуются выраженным энергетическим порогом, выше которого вероятность обнаружения частиц резко падает.

 Представляется, что указанная особенность тесно связана со свойствами физического вакуума, и, возможно, отражает дискретный характер его микроструктуры. В связи с этим мой вопрос к участникам форума:

 Можете ли Вы подтвердить наличие указанной особенности у частиц космического происхождения? Каково значение максимальной энергии рассматриваемых частиц? Зависит ли эта энергия от типа и массы частицы? Знаете ли Вы web-источники по указанной проблеме?
   
       С уважением, О.Львов

[dims]

Энергетический спектр космических лучей по форме похож на ледяную горку со ступенькой-трамплином. Дальше на этой горке есть участки с разным наклоном.

Все эти участки отражают наличие различных полевых объектов в космосе, так как заряженные частицы летают под воздействием этих полей, причём, в зависимости от своей энергии. На промерянных участках обвала нет, а теоретически предсказывается, что спектр должен обваливаться при энергиях больше 10^20 электронвольт, так как такие энергичные частицы должны вырываться из Галактики и поглощаться реликтовым излучением. Однако, практически обнаружить этот обвал очень трудно невозможно, так как таких частиц очень мало - на площадь в десять квадратных километров выпадает всего одна такая в год!

По данным статьи "Космические лучи" из физической энциклопедии под ред. А. М. Прохорова, она где-то должна быть в Сети.

[Stepa]

Действительно, взаимодействие частиц сверхвысокой энергии с реликтовым фоном приводит к их исчезновению. Только они не "поглощаются" реликтовым излучением, а рождают пи-мезоны в фотоядерной реакции. Это называется ГЗК-эффект (GZK-effect), т.е.  Грейзен, Зацепин и Кузнецов. Подобное обрезание спектра так и называется "ГЗК-обрезание" или "GZK-cutoff".

Установок для измерений такого типа достаточно много, и они не испытывают недостатка в событиях. Сложность там как раз, чтобы правильно измерить энергию частицы, иницировавшей широкий атмосферный ливень.

По данной тематике могу порекомендовать прочитать работы с последней конференции по космическим лучам в Цукубе, Япония (ICRC 2003).

http://www-rccn.icrr.u-tokyo.ac.jp/icrc2003/proceedings_pdf.html

секция HE - High Energy, раздел HE 1 - Extensive Air Showers and UHE Cosmic Rays (широкие атмосферные ливни и космические лучи св. высок. энергий)

[bob]

Да, поглощаться они не могут. Реликтовое - это обычные фотоны довольно значительной длины, на которых можно лишь рассеиваться. Вопрос, а не приводит ли это к принципиальному искажению реликтового фона. Видим ли мы реликтовый фон, как он есть?

[saulius]

Представляется, что указанная особенность тесно связана со свойствами физического вакуума, и, возможно, отражает дискретный характер его микроструктуры.

дискретный характер вакуума ,думаю , прежде всего должна отражать предельная длина гама кванта , а не энергия мат. частиц .
Какая макс. энергия зафиксирована  у гама кванта?

[Тать]

предельная длина гама кванта это что? В пространстве или длина волны? Название "гамма квант" - условное понятие. Есть кванты инфракрасного, видимого и прочих диапазонов, нет четкой границы-предельной длины волны, переход плавный.

дискретный характер вакуума ,думаю , прежде всего должна отражать предельная длина гама кванта , а не энергия мат. частиц . а почему, на каком основании? "я так думаю" - не довод. Действительно ли он дискретный? Дискретность означает- состоять из частей и сразу возникает вопрос: а что между ними? Новая сущность, еще более "вакуумная", и так до бесконечности?
 
dims  так как такие энергичные частицы должны вырываться из Галактики и поглощаться реликтовым излучением. для поглощения надо "вырываться" из Галактики?
По вашему внутри Галактики реликтового излучения нет? Мы же его измеряем внутри Галактики.

Stepa  Сложность там как раз, чтобы правильно измерить энергию частицы, иницировавшей широкий атмосферный ливень. А возможно ли это в принципе? Для этого надо поймать и измерить энергии ВСЕХ частиц этого ливня и быть уверенным, что никто не пропущен - иначе энергтя будет занижена.

[saulius]

предельная длина гама кванта это что? В пространстве или длина волны? Название "гамма квант" - условное понятие. Есть кванты инфракрасного, видимого и прочих диапазонов, нет четкой границы-предельной длины волны, переход плавный.

извиняюсь за неточность . Имелось в виду самая короткая  длина волны.

дискретный характер вакуума ,думаю , прежде всего должна отражать предельная длина гама кванта , а не энергия мат. частиц . а почему, на каком основании? "я так думаю" - не довод. Действительно ли он дискретный? Дискретность означает- состоять из частей и сразу возникает вопрос: а что между ними? Новая сущность, еще более "вакуумная", и так до бесконечности?
 

такая прблемма существует . Но , с другой стороны , и ядерная физика казалась в свое время новой сущностью по отношению к химии.

[Тать]

Но , с другой стороны , и ядерная физика казалась в свое время новой сущностью по отношению к химии. она такой и осталась, новой сущностью. Вопрос в разных масштабах.
По большому счету- это мы разделяем изучение природы на разные дисциплины. Природа едина. От того, как мы себе представляем электрон - волна или частица. в химии ничего не меняется, реакции протекают по прежнему. У всего есть свои границы применимости.

Имелось в виду самая короткая  длина волны. а будет ли это называться гамма квантом? Если элементарные частицы имеют волновую природу и кварки и глюоны, из которых они состоят, тоже, то какие там длины волн? Не состоят ли кварки из еще меньших деталей с еще меньшей длиной волны?

[lvov]

Уважаемые участники форума, благодарю за активное участие в диспуте, подсказки по части первоисточников и другую полезную  информацию. Из найденных источников обзорного плана, я хотел бы отметить статью Мирошниченко "Космические лучи" с конкурса Астро-Рунета 2004 http://www.astronet.ru/db/msg/1202007
 
 Теперь касательно сообщений дискуссионного плана. 
 

saulius: дискретный характер вакуума ,думаю , прежде всего должна отражать предельная длина гама кванта , а не энергия мат. частиц . 

 Я считаю, что не очень принципиально - принимать ли во внимание длину волны гамма излучения или де-бройлевскую длину волны ультрарелятивистской частицы, которая связана с ее энергией соотношением l=ch/E. Думается, что электромагнитные волны и волны пси-функции элементарных частиц имеют единую природу, хотя бы потому, что те и другие характеризуются единой скоростью распространения волновых возмущений, равной с, а также ввиду возможности взаимопревращения частиц,.
 
 Если вакуум действительно имеет упорядоченную дискретную структуру, то длина волн физических полей не превысит двойного шага вакуумной решетки. К сожалению, экспериментальные данные в части показателей космического излучения не дают утешительного ответа на мое предположение. Судя по доступным мне источникам, интенсивность космических частиц непрерывно и равномерно снижается (при Е>10^15 эВ) вплоть до значения Е=10^21 эВ, отвечающего границе экпериментальных возможностей.

 С уважением, О.Львов