中國(guó)和日本科學(xué)家周五宣布，他們已經(jīng)找到了“明確的證據(jù)”，證明在我們的銀河系中存在迄今為止已知強(qiáng)大的宇宙加速器 PeVatron，但 PeVatron 究竟是什么以及它的工作原理仍然存在
PeVatron 能夠?qū)⒘Ｗ蛹铀俚襟@人的 1 PeV 能級(jí)，即 100 億電子伏特，是達(dá)到的高能級(jí)的 100 倍
這一發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著揭示高能宇宙射線起源的一個(gè)關(guān)鍵里程碑——高能和帶電粒子，包括在附近行進(jìn)的質(zhì)子和原子核。 專(zhuān)家說(shuō)，光速。 研究結(jié)果將于周一發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上。
自 1912 年發(fā)現(xiàn)以來(lái)，科學(xué)家們一直在努力尋找這些神秘太空旅行者的起源和加速機(jī)制， 該研究的合著者、中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所研究員黃靜說(shuō)。
因此，宇宙加速器是如何工作的 被美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)列為 21 世紀(jì) 11 大科學(xué)問(wèn)題之一。
“雖然我們還沒(méi)有找到宇宙射線的起源，但這些發(fā)現(xiàn)和 我們?cè)诖诉^(guò)程中所做的努力極大地加速了粒子物理學(xué)的發(fā)展，”黃說(shuō)。
科學(xué)家假設(shè)超新星爆炸、宇宙中的恒星形成區(qū)域或超大質(zhì)量黑洞位于 銀河系中心是 PeVatron 的候選者，但沒(méi)有一個(gè)得到觀測(cè)證據(jù)的證實(shí)。
這主要是因?yàn)榇蠖鄶?shù)宇宙射線都帶有電荷，因此來(lái)自天體和事件的磁場(chǎng)可以改變粒子在太空??中飛行的路徑，這使得追蹤它們的起源變得極其困難，黃
然而，南京大學(xué)天體物理學(xué)教授王向宇說(shuō)，宇宙射線可以與星際介質(zhì)的稀薄氣體相互作用。
這種相互作用會(huì)產(chǎn)生伽馬射線，這是電磁波譜中能量高的一種波，大約只有原始宇宙射線能量的 10%。
由于伽馬射線 射線是電中性的，它們不受磁場(chǎng)的影響。 王說(shuō)，再加上其巨大的穿透力，科學(xué)家們相信他們可以通過(guò)研究超高能伽馬射線來(lái)判斷 PeVatron 在宇宙中的位置。
但是這種方法也有局限性。 首先，伽馬射線的能量越高，它們就越稀有。 其次，伽馬射線需要極其靈敏的儀器來(lái)探測(cè)它們，黃說(shuō)。
自 1990 年以來(lái)，來(lái)自中國(guó)和日本的數(shù)十名研究人員一直在尋找難以捉摸的高能伽馬射線。 西藏自治區(qū)羊八井海拔4300米，在西藏ASgamma實(shí)驗(yàn)中。
多年來(lái)，該實(shí)驗(yàn)的天文臺(tái)由500多個(gè)探測(cè)器組成，覆蓋約 65000平方米的地下粒子探測(cè)器，在銀河系的銀盤(pán)區(qū)域發(fā)現(xiàn)了23條能量級(jí)超過(guò)398萬(wàn)億電子伏特的超高能宇宙伽馬射線。
能量記錄為 957 萬(wàn)億電子伏特，接近 1 PeV 大關(guān)，這是伽馬射線光子的新世界紀(jì)錄。
讓科學(xué)家們驚訝的是，這些伽馬射線 并沒(méi)有回溯它們的來(lái)源，而是以某種方式遍布整個(gè)銀河系。 這促使科學(xué)家推測(cè)，多個(gè) PeVatron 可能是在我們的銀河系中產(chǎn)生具有極高能量水平的不同伽馬射線的原因。
“這些由 PeVatron 產(chǎn)生的宇宙射線可能已被捕獲 被我們銀河系的磁場(chǎng)所吸引，并在其中反彈了數(shù)百萬(wàn)年，”黃說(shuō)。
“伽馬射線就像 PeVatrons 的宇宙足跡。我們現(xiàn)在知道一個(gè)事實(shí) 它們存在，但究竟是什么天體對(duì) PeVatron 負(fù)責(zé)，銀河系中有多少仍然是個(gè)謎?！?/p>
