Физики зарегистрировали гамма-фотоны рекордных энергий

Наземные детекторы уловили следы фотонов энергиями в сотни триллионов электронвольт, прилетающих к нам из Крабовидной туманности.

Взорвавшаяся около тысячи лет назад в 6500 световых годах от нас сверхновая создала эффектную Крабовидную туманность с нейтронной звездой в центре. Наблюдающий за ней совместный японско-китайский проект Tibet AS-gamma обнаружил прилетающие из туманности фотоны поразительных энергий, превышающих 100 триллионов электронвольт (эВ). Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Средний фотон видимого излучения несет энергию порядка 2,5 эВ. Куда более массивные альфа-частицы, образующиеся в ходе ядерного распада, — до 10 млн эВ, а протоны в Большом адронном коллайдере ускоряются до 6,5 трлн эВ. На этом фоне легкие гамма-фотоны с энергиями более 100 трлн эВ, зарегистрированные расположенными в горах Тибета детекторами, не могут не впечатлять.

Естественным ускорителем этих частиц выступают сама Крабовидная туманность и ее мощнейшие, бурные магнитные поля, которые разгоняют электроны и другие заряженные частицы. В свою очередь, они, взаимодействуя с фотонами, придают им огромные энергии. Тысячи лет спустя такие фотоны прибывают в атмосферу Земли и тормозятся в ней, вызывая потоки вторичных частиц. Их виды и количества позволяют ученым восстановить характеристики исходного фотона.

По словам физиков, работающих на Tibet AS-gamma, примерно за три года наблюдений им удалось зарегистрировать следы 24 таких событий, вызванных появлением фотонов с энергиями больше 100 триллионов эВ — и вплоть до потрясающих 450 триллионов эВ.