Перегляд вихідного коду сторінки Частинка Oh-My-God

{{Космічні промені}}
'''Частинка Oh-My-God''' ([[англійська мова|англ.]] «О-Мій-Боже»)&nbsp;— [[Космічні промені надвисоких енергій|космічний промінь надвисокої енергії]], зареєстрований 15&nbsp;жовтня 1991 року камерою [[HiRes|Fly's Eye]] на {{не перекладено|Полігон Дангвей|полігоні Дангвей|en|Dugway Proving Ground}}, [[Юта|штат Юта]], [[Сполучені Штати Америки|США]]<ref>{{Cite journal|last=Bird|first=D.J.|last2=Corbato|first2=S.C.|last3=Dai|first3=H.Y.|last4=Elbert|first4=J.W.|last5=Green|first5=K.D.|last6=Huang|first6=M.A.|last7=Kieda|first7=D.B.|last8=Ko|first8=S.|last9=Larsen|first9=C.G.|date=March 1995|title=Detection of a cosmic ray with measured energy well beyond the expected spectral cutoff due to cosmic microwave radiation|journal=The Astrophysical Journal|volume=441|pages=144|arxiv=astro-ph/9410067|bibcode=1995ApJ...441..144B|doi=10.1086/175344}}</ref><ref>{{Cite web|title=The Fly's Eye (1981-1993) – The highest energy particle ever recorded|website=cosmic-ray.org|url=http://www.cosmic-ray.org/reading/flyseye.html#SEC10|access-date=2023-08-26|archive-date=2009-08-15|archive-url=https://web.archive.org/web/20090815102123/http://www.cosmic-ray.org/reading/flyseye.html#SEC10|url-status=dead}}</ref><ref name="q">{{Cite journal|last=Wolchover|first=Natalie|date=2015-05-14|title=The particle that broke a cosmic speed limit|url=https://www.quantamagazine.org/20150514-the-particle-that-broke-a-cosmic-speed-limit/|journal=[[Quanta Magazine]]|issn=2640-2661}}</ref>. Станом на 2023 рік це [[Космічні промені|космічний промінь]] з найвищою енергією, який коли-небудь спостерігався<ref>{{Cite journal|last=Jonathan O’Callaghan|date=30 травня 2023|title=We are finally closing in on the cosmic origins of the "OMG particle"|url=https://www.newscientist.com/article/mg25834413-100-we-are-finally-closing-in-on-the-cosmic-origins-of-the-omg-particle/|journal=New Scientist}}</ref>. Його енергію оцінили як (3,2 ± 0,9)·10<sup>20</sup> [[Електронвольт|еВ]] (320&nbsp;млн. ТеВ). Енергія частинки була неочікуваною і поставила під сумнів теорії того часу про походження та поширення космічних променів.

== Швидкість ==
Невідомо, що це була за частинка, але більшість [[Космічні промені|космічних променів]]&nbsp;— це протони. Якщо <math>m_p</math>&nbsp;— [[Інваріантна маса|маса спокою]] частинки, а <math>E_K</math>&nbsp;— її [[кінетична енергія]] (перевищення енергії над енергією спокою), то швидкість частинки дорівнює [[Швидкість світла|швидкості світла]], помноженій на <math>\sqrt{1-(m_pc^2/(E_K+m_pc^2))^2}</math>. Припустимо, що це був протон, для якого <math>m_pc^2</math> є 938&nbsp;МеВ. Тоді він рухався зі швидкістю світла, помноженою на {{Val|0.9999999999999999999999951}}, його [[Фактор Лоренца|коефіцієнт Лоренца]] був {{Val|3.2}}·10<sup>11</sup>, а [[стрімкість]] становила {{Val|27.1}}. Якби [[фотон]] рухався поряд з такою частинкою, то знадобилось би понад 215 тис.&nbsp;років, щоб фотон випередив частинку на 1&nbsp;см (у лабораторній системі відліку). Через [[Спеціальна теорія відносності|спеціальну теорію відносності]] такий протон відчуває екстремально сильне [[релятивістське уповільнення часу]], так що рух від видимого нами краю Всесвіту до Землі зайняв би всього 19 днів у системі відліку, пов'язаній з протоном.

== Енергія зіткнення ==
Енергія цієї частинки приблизно у 40 мільйонів разів більша, ніж найвища енергія протонів, будь-коли досягнута в земних [[Прискорювач заряджених частинок|прискорювачах елементарних частинок]]. Однак в ході зіткнення з ядром в земній атмосфері лише мала частина цієї енергії була доступна для ядерних реакцій, натомість як більша частина енергії залишилась в кінетичній енергії центру мас продуктів реакції. Якщо <math>m_t</math>&nbsp;— маса ядра-мішені, то доступна для такого зіткнення енергія<ref>{{Cite book
|url=https://books.google.com/books?id=JW0gBAAAQBAJ&pg=PA1
|title=Accelerator Physics at the Tevatron Collider
|last=Lebedev, V.
|last2=Shiltsev, V.
|date=29 травня 2014
|publisher=Springer
|page=1
|isbn=9781493908851
|accessdate=3 червня 2019
}}</ref>

: <math>\ \sqrt{ 2\ E_K\ m_t\ c^2+(m_p+m_t)^2c^4 }-(m_p+m_t)c^2</math>

що для великих <math>E_K</math> становить приблизно

: <math>\ \sqrt{ 2\ E_K\ m_t\ c^2}.</math>

Для частинки, яка зіштовхується з ядром [[азот]]у, це дає 2900&nbsp;ТеВ, що приблизно в 200&nbsp;разів перевищує найвищу енергію зіткнення [[Великий адронний колайдер|Великого адронного колайдера]], в якому стикаються дві частинки високих енергій, що рухаються в протилежних напрямках<ref>{{Cite news|last=Jowett, John|date=November 2015|title=Lead-ion collisions: The LHC achieves a new energy record|work=CERN Bulletin|url=https://cds.cern.ch/journal/CERNBulletin/2015/49/News%20Articles/2105084?ln=en}}</ref><ref>{{Cite news|last=Nerlich, Steve|date=13 червня 2011|title=Oh-My-God particles|work=[[Universe Today]]|url=https://phys.org/news/2011-06-oh-my-god-particles.html}}</ref>. Таким чином, у системі відліку центру мас (яка рухається майже зі швидкістю світла відносно лабораторної системи відліку) продукти зіткнення мали енергію близько 2900&nbsp;ТеВ&nbsp;— достатньо для перетворення ядра на багато частинок, які розлітаються майже зі швидкістю світла навіть у цій системі відліку. Як і з іншими космічними променями, це породило каскад релятивістських частинок, оскільки частинки взаємодіяли з іншими ядрами в атмосфері.

== Масштаб енергії ==
Енергію частинки Oh-My-God оцінили як (3,2 ± 0,9)·10<sup>20</sup> [[Електронвольт|еВ]], або {{Val|51|14}} Дж. Ця енергія еквівалентна кінетичній енергії 142-грамового [[бейсбол]]ьного м'яча, що летить зі швидкістю 100 км/год. Вона в 10<sup>20</sup> разів вища за енергію фотонів видимого світла і в {{Sky|5|40|48|+|48|0|0|98000000}}20 мільйонів разів вища, ніж рекордна на свій час енергія {{не перекладено|Гамма-випромінювання дуже високої енергії|високоенергетичного гамма-кванта|en|Very-high-energy gamma ray}} 1997 року від [[блазар]]а {{не перекладено|Маркарян 501|Маркарян 501|en|Markarian 501}}<ref>{{Cite journal|last=Aharonian, F.|year=1999|title=The time averaged TeV energy spectrum of Mkn&nbsp;501 of the extraordinary 1997 outburst as measured with the stereoscopic Cherenkov telescope system of HEGRA|url=https://articles.adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-iarticle_query?1999A%26A...349...11A&defaultprint=YES&filetype=.pdf|journal=[[Astronomy & Astrophysics]]|volume=349|pages=11–28|arxiv=astro-ph/9903386v2|bibcode=1999A&A...349...11A}}</ref>.

Хоча енергія частинки була вищою, ніж будь-що, досягнуте на земних прискорювачах, вона все ще у 40 мільйонів разів менша за [[Планківські одиниці|планківську енергію]], на якій очікується екзотична фізика. Протон з планківською енергією рухався б у 1,7·10<sup>15</sup> разів ближче до швидкості світла, ніж частинка Oh-My-God.

== Пізніші подібні події ==
Після частинки Oh-My-God були зареєстровані сотні подій з енергіями частинок 5,7·10<sup>19</sup> [[Електронвольт|еВ]] і вище, підтверджуючи, що реєстрація частинки Oh-My-God не була помилкою<ref>{{Cite journal|last=Abdul Halim|first=A.|last2=Abreu|first2=P.|last3=Aglietta|first3=M.|last4=Allekotte|first4=I.|last5=Allison|first5=P.|last6=Almeida Cheminant|first6=K.|last7=Almela|first7=A.|last8=Alvarez-Muñiz|first8=J.|last9=Ammerman Yebra|first9=J.|date=2023-02-01|title=A Catalog of the Highest-energy Cosmic Rays Recorded during Phase I of Operation of the Pierre Auger Observatory|url=https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/aca537|journal=The Astrophysical Journal Supplement Series|volume=264|issue=2|pages=50|bibcode=2023ApJS..264...50A|doi=10.3847/1538-4365/aca537|issn=0067-0049}}</ref><ref name="Abbasi">{{Cite journal|last=Abbasi|first=R. U.|last2=Abe|first2=M.|last3=Abu-Zayyad|first3=T.|last4=Allen|first4=M.|last5=Anderson|first5=R.|last6=Azuma|first6=R.|last7=Barcikowski|first7=E.|last8=Belz|first8=J. W.|last9=Bergman|first9=D. R.|displayauthors=5|date=2014-07-14|title=Indications of intermediate-scale anisotropy of cosmic rays with energy greater than 57&nbsp;EeV in the northern sky, measured with the surface detector of the Telescope Array Experiment|journal=[[The Astrophysical Journal]]|volume=790|issue=2|page=L21|arxiv=1404.5890|bibcode=2014ApJ...790L..21A|doi=10.1088/2041-8205/790/2/L21|issn=0004-637X}}</ref>. Ці надвисокоенергетичні частинки космічного випромінювання дуже рідкісні, а енергія більшості частинок космічного випромінювання лежить між 10<sup>7</sup> і 10<sup>10</sup>&nbsp;еВ.

Дослідження з використанням [[Telescope Array Project]] припустили, що джерело таких частинок лежить у межах «теплої плями» радіусом 20&nbsp;градусів в напрямку сузір'я [[Велика Ведмедиця|Великої Ведмедиці]]<ref name="q"/><ref name="Abbasi"/><ref>{{Cite journal|last=Cho|first=Adrian|date=2014-07-08|title=Physicists spot potential source of 'Oh-My-God' particles|url=https://www.science.org/content/article/physicists-spot-potential-source-oh-my-god-particles|journal=[[Science (journal)|Science]]|doi=10.1126/article.22871|issn=0036-8075}}</ref>.

== Примітки ==
<references group="" responsive="0"></references>

== Посилання ==
* [https://www.fourmilab.ch/documents/OhMyGodParticle/ The Oh-My-God Particle] by John Walker

[[Категорія:Індивідуальні фізичні об'єкти]]
[[Категорія:1991 у науці]]
[[Категорія:Космічні промені]]