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202412月12日

2024欧洲杯开赛时间体育赛事app知乎 | 飞1光年,只比光慢0.15飞秒!已知最快的质子,于今仍是未解之谜

发布日期:2024-12-12 00:56    点击次数:191
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爱因斯坦告诉咱们,光速是天地中的一种速率极限,任何具有静质地的物资,其通顺速率只可接近光速而不可到达光速,哪怕是小小的质子,也会因为具有静质地而不可达到光速。内容情况也如实是如斯,就算是大名鼎鼎的大型强子对撞机(LHC),也只可将质子加快到0.999999991倍光速,而这亦然咱们东谈主类咫尺能够让质子达到的最快速率。

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那天地中是否存在比0.999999991倍光速更快的质子呢?谜底是笃定的,内容上,在畴昔的日子里,科学家照旧发现不少速率愈加接近光速的超高能量质子,而其中速率最快的,则被称为“Oh-My-God粒子”(Oh-My-God particle),它之是以有这么一个名字,其实是因为它的速率果然是太快了,为便捷描写,咱们不妨将其简称为“OMG粒子”。

“OMG粒子”是犹他州大学的高差别天地粒子探伤器于1991年10月15日发现的,字据磋议东谈主员的测算,当它闯入地球大气层的技术,其速率达到了惊东谈主的0.9999999999999999999999951倍光速,这是什么宗旨呢?

这么说吧,若是“OMG粒子”和一束光在真空中“竞走”,那么它飞1光年的距离,好像只比光慢0.15飞秒(0.00000000000000015秒)!如斯高的速率使它的能量达到了3.2乘以10的20次方eV(注:eV即电子伏特),这好像异常于一个棒球以每小时100公里的速率遨游时所具备的动能。

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“OMG粒子”为什么会如斯之快?这于今仍是未解之谜。从表面上来讲,天地中的一些高能事件,是不错制造出像“OMG粒子”这么的超高能量粒子的,然而科学家却早已发现,在天地中存在着一种“GZK极限”,它会为止超高能量粒子在天地空间中的传播速率。

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要了解“GZK极限”是什么,咱们需要从天地的“微波配景辐射”讲起,简而言之,“微波配景辐射”不错觉得是天地中最早的光,但因为光速的为止,它们咫尺仍然在天地空间中传播,只不外由于天地的彭胀,咫尺的它们照旧酿成了微波。

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从合座上来讲,“微波配景辐射”是各向同性的,它们均匀地充斥在天地空间之中,平均每立方米好像就有4.11亿个“微波配景辐射”的光子,如斯雄壮的数目就意味着,一个质子(或者其他的微不雅粒子)在天地空间中穿行时,就会不可幸免遭遇这些光子。

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关于一个质子来讲,若是它的速率并不是很快,其能量也就不太高,那么它就不错与“微波配景辐射”的光子相互“息事宁人”。

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但假如它的速率相等快,甚至于其能量逾越了一个临界值,那么它就会与“微波配景辐射”的光子发生互相作用,并握住地生成Π介子,速率越快,生成Π介子的速率也越快,这就会导致其能量急剧亏本,速率也会速即裁汰,而这么的情况将一直抓续到它的能量低于这个临界值才会中止。

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这个临界值就被称为“GZK极限”,其具体数值为5乘以10的19次方eV,与之比拟,“OMG粒子”当作已知最快的质子,其能量却高达3.2乘以10的20次方eV,是以它虽然会受到“GZK极限”的为止,在穿越天地空间的经过中,其能量也会急剧亏本,如斯一来,它传播不了多远,其速率也就降下来了。

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虽然了,这种速率的裁汰是有一个经过的,假定“OMG粒子”的辐照源距离地球比较近,它也能以高于“GZK极限”允许的速率抵达地球,进而被咱们不雅测到。

但问题是,在天地中能够辐照出像“OMG粒子”这么的超高能量质子的辐照源,只然则像超新星爆发、中子星碰撞、黑洞喷流这么的高能事件,而它们是会在天地中制造很大的动静的,即使隔着几亿、几十亿光年,咱们齐不错放纵地发现它们。

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然而字据科学家的估计,一个能量逾越“GZK极限”的粒子思要抵达地球,其辐照源最远也不可逾越50百万秒差距(1秒差距离约为3.26光年),但不雅测数据却显现,在这个界限之内,压根就莫得任何不错辐照像“OMG粒子”这么的超高能量质子的辐照源,也便是说,从表面上来讲,咱们在地球上不可能不雅测到速率如斯之快的质子,但事实上,咱们如实不雅测到了。

需要指出的是澳门国际棋牌娱乐游戏,“OMG粒子”其实并不是独一,在畴昔的磋议中,科学家照旧不雅测到不少与之肖似的粒子,是以这就成为了一个悖论,科学家将其称为“GZK悖论”,于今仍是未解之谜。就咫尺的情况来看,干系的磋议仍然在进行之中,期待科学家在将来能够找到谜底。

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