W pustce może czaić się nowa fizyka

Promieniowanie kosmiczne to cząstki rozpędzone do ogromnych prędkości. Spodziewamy się, że ich produkcja to efekt najbardziej ekstremalnych zjawisk we Wszechświecie, na przykład superszybkich wyrzutów gazu z jądra galaktyki.

Eksperyment Telescope Array to sieć 507 detektorów zainstalowanych w stanie Utah w USA zdolnych do wykrywania takich właśnie cząstek. A w zasadzie nie ich samych, tylko efektów ich interakcji z ziemską atmosferą. Cząstki o dużych energiach zazwyczaj nie docierają do powierzchni Ziemi. Zderzając się z powietrzem, tworzą jednak kaskadowy strumień innych cząstek, który dociera do detektora. Na podstawie komputerowych symulacji naukowcy są w stanie określić kierunek pochodzenia i energię promieniowania, które wywołało kaskadę.

W artykule opublikowanym w „Science” naukowcy zrzeszeni w Telescope Array Collaboration donoszą o wykryciu cząstki, której energię oszacowano na ponad 200 exaelektronowoltów. To milion razy więcej niż w przypadku najbardziej energetycznej cząstki, jaką kiedykolwiek otrzymano w ziemskich akceleratorach.

Równie zaskakujący, jak jej ekstremalna energia, był kierunek, z którego przybyła. Otóż według wyliczeń naukowców, była to tzw. Lokalna Pustka, czyli region, w którym widzimy dużo mniej galaktyk i materii niż gdzie indziej – pomiędzy naszą Grupą Lokalną a kolejną koncentracją masy, w wielkoskalowej strukturze Wszechświata. Żadna z obecnych tam galaktyk nie wydaje się jednak dobrą kandydatką na źródło tak energetycznej cząstki.

Dlatego właśnie naukowców fascynuje ten kosmiczny wystrzał. Być może oznacza on, że istnieją nieznane nam jeszcze zjawiska fizyczne odpowiadające za produkcję cząstek. W pustce może czaić się zatem nowa, ekstremalna fizyka.