高能“太陽(yáng)女神”粒子開(kāi)啟了新物理學(xué)的可能性，令科學(xué)家興奮不已
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一幅插圖顯示了高能粒子流從天空穿過(guò)地球大氣層。粒開(kāi)(圖片鳴謝:uux.cn/大阪都立大學(xué)/京都大學(xué)L-INSIGHT/Ryunosuke take shige)
（神秘的啟新地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（羅伯特·李）：多年來(lái)，科學(xué)家們?cè)O(shè)法揭示了相當(dāng)多有趣粒子的物理存在，每一次發(fā)現(xiàn)都推動(dòng)了整個(gè)物理學(xué)領(lǐng)域的學(xué)的性令發(fā)展。例如，可能科學(xué)有“上帝粒子”，家興又名希格斯玻色子，太陽(yáng)女神賦予所有其他粒子質(zhì)量。粒開(kāi)還有所謂的啟新“天??！”粒子，物理一種難以想象的學(xué)的性令高能宇宙射線。
但是可能科學(xué)現(xiàn)在我們有了一個(gè)新的粒子。它被命名為“太陽(yáng)女神”粒子——非常特別。家興
這種粒子的太陽(yáng)女神能量比人類最強(qiáng)大的粒子加速器產(chǎn)生的能量大一百萬(wàn)倍；它似乎是以其他低能量粒子的形式墜落到地球上的。就像“哦，我的上帝！”粒子，這些碎片來(lái)自遙遠(yuǎn)的太空，被稱為宇宙射線。這種粒子被命名為“天照大神”，以日本神話中的太陽(yáng)和宇宙女神天照大神的名字命名，其名字的意思是“閃耀在天堂”。
正如它的神話名字一樣，天照大神粒子也籠罩在神秘之中。它的發(fā)現(xiàn)者，包括大阪城市大學(xué)的研究員Toshihiro Fujii，不知道這個(gè)粒子從哪里來(lái)，也不知道它到底是什么。他們也仍然不確定什么樣的暴力和強(qiáng)大的過(guò)程能夠產(chǎn)生像天照大神這樣充滿活力的東西。
藤井告訴Space.com:“這是望遠(yuǎn)鏡陣列實(shí)驗(yàn)所探測(cè)到的能量最高的帶電粒子?！?br>人們希望，正如根據(jù)神道教傳統(tǒng)，天照大神被認(rèn)為創(chuàng)造了日本一樣，天照大神粒子可以幫助創(chuàng)建一個(gè)全新的高能天體物理學(xué)分支。
“哦，我的女神！”顆粒
高能宇宙射線一開(kāi)始是極其罕見(jiàn)的，但是藤井說(shuō)天照大神粒子的能量水平在30年的宇宙射線探測(cè)中是前所未見(jiàn)的。
事實(shí)上，當(dāng)研究人員通過(guò)望遠(yuǎn)鏡陣列實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)天照大神時(shí)——涉及分布在猶他州米勒德縣高原沙漠270平方英里(699平方公里)的507個(gè)探測(cè)器——他們最初認(rèn)為探測(cè)肯定是某種錯(cuò)誤。
藤井說(shuō):“我以為這是我的錯(cuò)誤或缺陷，然后在檢查了事件的細(xì)節(jié)后，我很興奮地發(fā)現(xiàn)這不是一個(gè)錯(cuò)誤?！?br>望遠(yuǎn)鏡陣列實(shí)驗(yàn)于2021年5月27日首次發(fā)現(xiàn)了天照大神粒子，其能量為224萬(wàn)億電子伏(EeV)。作為競(jìng)賽，一個(gè)EeV相當(dāng)于10 ⁸電子伏特。這使得天照大神與迄今發(fā)現(xiàn)的最高能的宇宙射線處于相似的能量水平——是的，那就是“哦，我的上帝！”粒子，這是在1991年10月由猶他州Dugway試驗(yàn)場(chǎng)的蠅眼相機(jī)探測(cè)到的。后者的能量為320 EeV。
藤井解釋說(shuō):“天照大神粒子應(yīng)該是來(lái)自宇宙的關(guān)于極端高能現(xiàn)象的重要信使，但我們需要解開(kāi)這種神秘粒子的起源?！?br>在太陽(yáng)女神粒子似乎來(lái)自的方向上，沒(méi)有天體物理物體，或任何宇宙事件。這就是為什么科學(xué)家們不清楚是什么導(dǎo)致了它的產(chǎn)生。但是，雖然天照大神粒子的起源目前可能還不知道，藤井確實(shí)有一些調(diào)查的途徑來(lái)跟進(jìn)。重要的是，其中一些想法可以超越粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型，這是我們對(duì)宇宙粒子動(dòng)物園以及這些粒子如何相互作用的最佳概述。
藤井說(shuō):“一種可能性是粒子被極端高能現(xiàn)象加速，如伽馬射線爆發(fā)或活動(dòng)星系核中心的喂食超大質(zhì)量黑洞的噴流?！薄傲硪环N可能性是在一個(gè)奇異的場(chǎng)景中創(chuàng)造，如超重暗物質(zhì)的衰變——一種新粒子，來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)模型之外的未知物理?！?br>該團(tuán)隊(duì)自2008年以來(lái)一直在猶他州用望遠(yuǎn)鏡陣列實(shí)驗(yàn)搜尋宇宙射線，現(xiàn)在將繼續(xù)這樣做，新升級(jí)的項(xiàng)目靈敏度提高了四倍。他們還期望其他下一代天文臺(tái)參與宇宙射線行動(dòng)，幫助科學(xué)家對(duì)天照大神粒子進(jìn)行更詳細(xì)的研究。
藤井總結(jié)道:“我個(gè)人對(duì)于發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的科學(xué)謎團(tuán)感到非常興奮?！?。
該團(tuán)隊(duì)的研究將于11月24日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。