宇宙射线从哪里来？解开 50 年来的谜团， 研究人员发现它比银河系还要远。
今天发表在期刊上的一篇文章科学()，皮埃尔·奥格合作组织明确回答了是否 来自银河系外的宇宙粒子。这篇文章的标题是“观察 8 × 10 以上宇宙射线到达方向的大尺度各向异性18eV”，指出研究宇宙射线到达方向的分布是 确定河外粒子起源的第一步。
合作科学家能够使用最大的记录 曾经建成的宇宙射线观测站，在阿根廷。此次合作包括教授 David Nitz 和 Brian Fick 足球比赛结果物理学博士。
“我们现在更接近解开这些非凡的现象在哪里以及如何发生的谜团 粒子是如何产生的，这是天体物理学家非常感兴趣的一个问题，”卡尔-海因茨说 德国伍珀塔尔大学教授兼发言人坎珀特 俄歇合作组织 (Auger Collaboration)，涉及来自 18 个国家的 400 多名科学家。
宇宙射线是从氢到铁等元素的原子核。研究它们可以给出 科学家们找到了一种研究太阳系之外物质的方法——现在，在我们的太阳系之外 银河系。宇宙射线帮助我们了解星系的组成和过程 使原子核加速到接近光速的现象。通过研究宇宙 射线，科学家们可能会了解产生原子核的机制。
“我们 DNA 中的氮、牙齿中的钙、血液中的铁、碳 我们的苹果派是在塌缩恒星的内部制作的。我们是由星星组成的。”
简单地说，了解宇宙射线及其起源可以帮助我们回答 关于宇宙、银河系和我们自己的起源的基本问题。
令人难以置信的精力充沛和远行
能量大于两焦耳的宇宙射线到达地球的情况极为罕见； 它们到达大气层顶部的速度大约只有每平方一个 每年一公里，相当于一束宇宙射线击中一个面积大小的区域 足球场大约每世纪一次。
焦耳是能量的单位；一焦耳相当于 1 3,600第一瓦时。当单个宇宙射线粒子撞击地球大气层时， 能量在百万分之几秒内沉积。
此类稀有粒子是可检测到的，因为它们会产生电子、光子簇 和μ子通过与大气中的原子核的连续相互作用。这些 阵雨扩散开来，以光速呈圆盘状扫过大气层 结构，像一个巨大的餐盘，直径数公里。它们含有 超过 100 亿个粒子。
在皮埃尔奥格天文台，通过测量切伦科夫来探测宇宙射线 光——带电粒子穿过介质时发出的电磁辐射， 例如水，其相速度大于该介质中的光相速度。团队 测量探测器中产生的切伦科夫光，探测器是一个大型塑料结构 含有12吨水。他们在一个范围内的几个探测器中接收到信号 1,600 个探测器组成的阵列。
探测器分布在马拉圭 (Malargüe) 镇附近 3,000 平方公里的区域 阿根廷西部，面积与罗德岛州相当。到达时间 使用 GPS 接收器测量的探测器处的粒子数量可用于确定 粒子进入的方向大约在 1 度范围内。
通过研究超过30,000个宇宙的到达方向的分布 粒子，皮埃尔·俄歇合作组织发现了一种各向异性，即 宇宙射线到达率的差异取决于您观察的方向。 这意味着宇宙射线并非均匀地来自各个方向；有一个方向 比率较高。
各向异性在 5.2 个标准差时非常显着（大约有 2 倍的机会） 千万）在星系分布比较集中的方向。 尽管这一发现清楚地表明了这些粒子的河外起源， 宇宙射线的具体来源仍然未知。
方向指向广阔的天空区域而不是特定的来源，因为 即使是这样的高能粒子在磁场中也会偏转几十度 我们银河系的领域。
观测到的宇宙射线能量甚至比皮埃尔号中使用的能量还要高 俄歇合作研究，有些甚至利用了击打良好的网球的动能 球。 由于此类颗粒的偏转预计会更小，因为 他们的能量更高，到达的方向应该更接近他们的出生地。 这种宇宙射线更加罕见，正在进行进一步研究以确定是哪种宇宙射线 河外物体是来源。
了解粒子的性质将有助于这种识别，并继续 将皮埃尔·奥格天文台升级为 将于 2018 年完成。
需要一个（全球）村庄
进行这种水平的科学不是一个人的事业。更多 超过 400 名科学家为这项研究做出了贡献。在足球比赛结果，大卫·尼茨 (David Nitz) 物理学教授，对记录信号的电子学做出了贡献 水箱。他编写了被编程到电路中的代码，该代码将 水箱探测器中的切伦科夫光转换成数字信号。这使得 硬件可以对储罐中记录的信号做出非常快速的决策， 它们是否值得进一步分析。
“我真的很喜欢这种科学。但我是一个亲力亲为的人，”尼茨说。 “我想象 我们如何从概念到实际构建仪器，以便我们能够解决这一问题。 这就是我整个科学生涯一直在做的事情：回答我们如何解决问题 进行这些测量。”
皮埃尔奥格天文台升级的一部分是更换旧电路板 更新的产品具有更强的能力，可以更快、更准确地处理信号， 并合并来自其他探测器的信号。这些额外的探测器 在每个表面探测器上方包括一个闪烁体探测器，并添加第四个光电倍增管 管连接到每个探测器。
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，成立于 1885 年，位于霍顿，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。
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