Цивилизация
Американские учёные из коллаборации HiRes Fly's Eye подтвердили существование эффекта Грейзена-Зацепина-Кузьмина в распределении энергии космических лучей. Вместе с тем, им не удалось обнаружить анизотропии в потоке этих частиц, найденной в ноябре прошлого года специалистами аргентинской Обсерватории имени Пьера Оже. Работа учёных, смело озаглавленная «Первые наблюдения завала Грейзена-Зацепина-Кузьмина» (First Observation of the Greisen-Zatsepin-Kuzmin Suppression), опубликована в последнем номере Physical Review Letters.
Космические лучи – элементарные частицы и ядра атомов, приходящие из глубокого космоса – были обнаружены в 1912 году. Считается, что самые энергичные из них образуются при взрывах сверхновых и вблизи сверхмассивных чёрных дыр в активных ядрах галактик, хотя детально механизм ускорения до сих пор неизвестен. В 1966 году советские учёные Григорий Зацепин и Вадим Кузьмин и одновременно с ними американец Кеннет Грейзен показали, что самые энергичные космические лучи слишком сильно взаимодействуют с фотонами реликтового излучения, оставшегося во Вселенной с её ранней молодости. В результате частицы с энергиями выше примерно 60 ЭэВ (6*1019 эВ) не должны распространяться на расстояние больше нескольких сотен миллионов световых лет, для более высоких энергий «горизонт» должен ещё более сжиматься. В энергетическом спектре частиц образуется завал, называемый ГЗК-завалом, или ГЗК-обрезанием.
Вместе с тем, на Земле регистрируются космические лучи с энергией до 300 ЭэВ. В таких случаях использовать микроскопические величины даже не очень удобно – в данном случае одна частица имеет энергию, соответствующую энергии мяча с подачи хорошего теннисиста. Принципиально их существование ни один из законов физики не запрещает, однако число частиц с энергией выше нескольких десятков ЭэВ должно резко падать, и когда японская обсерватория AGASA не нашла следов такого падения, теоретики сразу предложили множество объяснений, самые экзотические из которых предполагали модификацию специальной теории относительности Эйнштейна.
В ноябре прошлого года большая международная коллаборация, обслуживающая обсерваторию имени Пьера Оже в Аргентине представила результаты, показывающие наличие ГЗК-обрезания. Одновременно учёные смогли указать на наиболее вероятные источники космических лучей сверхвысоких энергий – казалось, эти частицы приходят от ядер ближайших к нам активных галактик.
Коллаборация HiRes Fly's Eye, телескопы которой расположены на американском военном полигоне в штате Юта, сумела обнаружить в своих данных следы ГЗК-обрезания, но не смогла найти анизотропии, что свидетельствует о том, что высокоэнергичные космические лучи приходят из очень далёких областей Вселенной (сотни миллионов световых лет) . Причина этого расхождения пока неизвестна. Американцы, ранее критиковавшие методику коллег, даже применили её к своим данным (многие учёные входят в обе коллаборации), однако не смогли найти указаний на отдельные источники излучения. Поскольку активные ядра галактик существуют как в южном полушарии неба, которые осматривает Обсерватория имени Оже, так и в северном, простирающемся над штатом Юта, эта загадка требует своего разрешения.
Что же касается результатов японской команды AGASA, которые новые данные, судя по всему, опровергают, то у учёных есть лишь предположения. Они указывают на сложную методику расчёта энергии частиц, которая непосредственно не измеряется. Возможно, именно она у японцев была неверна.
