Wat is een ultrahoge energie kosmische straal?

Kosmische stralen zijn subatomaire deeltjes die met grote snelheid door de ruimte in alle richtingen vliegen.Ongeveer 90% van hen zijn protonen, 9% zijn heliumkernen en 1% zijn elektronen.In tegenstelling tot hun naamgeving zijn kosmische stralen energetische deeltjes in plaats van stralen per se. Op aarde kunnen we kosmische stralen detecteren wanneer ze botsen met de bovenste atmosfeer en een douche van geladen deeltjes afgeven.Door te observeren hoe intens de deeltjesdouche is, kunnen we de energie en richting van de kosmische straal afleiden.

Een ultrahoge energie kosmische straal (uhecr) is een soort kosmische straal met een abnormaal hoge energie.Er is geen officiële limiet die een ultrahoge energie kosmische straal definieert, maar de term verwijst in het algemeen naar kosmische stralen die de Greisen-Zatsepin-kuzmin (GZK) limiet op kosmische ray-energie naderen of overtreffen.De GZK -limiet komt overeen met een drempel -energie van 6 x 10 ¹⁹ elektronenvolten, ongeveer tien miljoen keer energieker dan de deeltjes in de krachtigste deeltjesversnellers.Dit is een mysterie van natuurkunde en kan een hint zijn voor fysieke theorieën die op slagen die van Einstein, volgens gerespecteerde fysici zoals Lee Smolin.Een dergelijke kosmische straal, waargenomen op Dugway die gronden in Utah bewijst en bijgenaamd het oh-my-god-deeltje, had een energie van ongeveer 3 x 10

20

elektronenvolt.Dit is ongeveer gelijk aan dat van een goed getroffen honkbal-maar hier hebben we het over een deeltje kleiner dan een typische atoomkern.Naar schatting reed dit deeltje met ongeveer 1-5 x 10 ^-24 de snelheid van het licht.Dit betekent dat als de kosmische straal op een foton racete (licht deeltje), na een heel jaar van reizen, de kosmische straal slechts 46 nanometer achter het oorspronkelijke foton zou zijn. Sinds de ontdekking van het oh-my-god-deeltje in 1991 zijn er minstens vijftien vergelijkbare gebeurtenissen opgenomen, waaruit blijkt dat ultra-hoge energie-kosmische stralen een echt fenomeen zijn.Aangezien dergelijke deeltjes zo energiek zijn, is het onwaarschijnlijk dat ze worden beïnvloed door de magnetische velden van sterrenstelsels, zodat ze waarschijnlijk in een directe lijn uit hun punt van herkomst zouden reizen.Maar er werd niets van belang gevonden in de richting van de lucht van waaruit de kosmische straal ontstond.Waarom is dat?We weten het niet.