La partícula Oh-My-God ( partícula OMG ) era un rayo cósmico de energía ultra alta detectado el 15 de octubre de 1991 por la cámara Fly's Eye en Dugway Proving Ground , Utah , EE. UU. En ese momento era el rayo cósmico de mayor energía que alguna vez se había observado. [1] [2] [3] Aunque desde entonces se han detectado rayos cósmicos de mayor energía, la energía de esta partícula fue inesperada y puso en tela de juicio las teorías de esa época sobre el origen y la propagación de los rayos cósmicos.
Comparaciones
La partícula de Oh-My-Dios ' energía s se calcula como(3,2 ± 0,9) × 10 20 eV , o51 ± 14 J . Esto es 20 millones de veces más energético que la energía más alta medida en radiación electromagnética emitida por un objeto extragaláctico. [4] Tenía10 20 (100 trillones) veces la energía fotónica de la luz visible, equivalente a una pelota de béisbol de 140 gramos (5 oz) que viaja a aproximadamente 26 m / s (94 km / h; 58 mph).Coordenadas : 5 h 40 m 48 s , + 48 ° 0 ′ 0 ″[ cita requerida ]
Suponiendo que fuera un protón, esta partícula viajó a 99,999 999 999 999 999 999 999 51 % de la velocidad de la luz , su factor de Lorentz era3,2 × 10 11 y su rapidez fue27.1 . A esta velocidad, si un fotón estuviera viajando con la partícula, el fotón tardaría más de 215.000 años en ganar una ventaja de 1 cm como se ve desde el sistema de referencia de la Tierra.
La energía de esta partícula es unas 40 millones de veces mayor que la de los protones de mayor energía que se han producido en cualquier acelerador de partículas terrestre . Sin embargo, solo una pequeña fracción de esta energía estaría disponible para una interacción con un protón o neutrón en la Tierra, y la mayor parte de la energía permanecería en forma de energía cinética de los productos de la interacción. La energía efectiva disponible para tal colisión es √ 2 Emc 2 , [5] donde E es la energía de la partícula y mc 2 es la energía másica del protón. Para la partícula Oh-My-God, esto da7.5 × 10 14 eV , aproximadamente 60 veces la energía de colisión del Gran Colisionador de Hadrones . [6] [7]
Si bien la energía de la partícula era más alta que cualquier cosa lograda en los aceleradores terrestres, todavía era aproximadamente 40 millones de veces más baja que la energía de Planck . Se necesitarían partículas de tal energía para explorar la escala de Planck . Un protón con tanta energía viajaría1.665 × 10 15 veces más cercano a la velocidad de la luz que la partícula Oh-My-God. Visto desde la Tierra, se necesitarían aproximadamente3.579 × 10 20 años , o2,59 × 10 10 veces la edad actual del universo , para que un fotón gane una ventaja de 1 cm sobre un protón de energía de Planck como se observa en el sistema de referencia de la Tierra. [ cita requerida ]
Posteriormente, sucesos similares
Desde la primera observación, al menos siete eventos similares (energía 5.7 × 10 19 eV o más) se han registrado, lo que confirma el fenómeno. [8] Estas partículas de rayos cósmicos de energía ultra alta son muy raras; la energía de la mayoría de las partículas de rayos cósmicos está entre 10 MeV y 10 GeV.
Estudios más recientes que utilizan el Proyecto Telescope Array han sugerido una fuente de partículas dentro de un "punto cálido" de radio de 20 grados en la dirección de la constelación de la Osa Mayor . [3] [8] [9]
Ver también
- Rayo cósmico : partícula de alta energía, que se origina principalmente fuera del sistema solar.
- Límite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin: límite superior teórico de la energía de los protones de rayos cósmicos
- Rayo cósmico de energía ultra alta: partícula de rayos cósmicos con una energía cinética superior a 10 18 eV
- Cúmulo de la Osa Mayor : cúmulo de galaxias rico en espirales del supercúmulo de Virgo
Referencias
- ^ Pájaro, DJ; Corbato, SC; Dai, HY; Elbert, JW; Verde, KD; Huang, MA; Kieda, DB; Ko, S .; Larsen, CG; Loh, EC; Luo, MZ; Salamon, MH; Smith, JD; Sokolsky, P .; Sommers, P .; Tang, JKK; Thomas, SB (marzo de 1995). "Detección de un rayo cósmico con energía medida mucho más allá del límite espectral esperado debido a la radiación cósmica de microondas". El diario astrofísico . 441 : 144. arXiv : astro-ph / 9410067 . Código Bibliográfico : 1995ApJ ... 441..144B . doi : 10.1086 / 175344 . S2CID 119092012 .
- ^ "El ojo de la mosca (1981-1993) - La partícula de energía más alta jamás registrada" . cosmic-ray.org .
- ^ a b "La partícula que rompió un límite de velocidad cósmica" . Revista Quanta. 14 de mayo de 2015.
- ^ El blazar Markarian 501 , F. Aharonian y col. (La Colaboración HEGRA) (1999). "El espectro de energía TeV promediado en el tiempo de Mkn 501 del extraordinario estallido de 1997 medido con el sistema de telescopio estereoscópico Cherenkov de HEGRA" (PDF) . arXiv : astro-ph / 9903386v2 . Bibcode : 1999A y A ... 349 ... 11A . S2CID 15448541 . Cite journal requiere
|journal=
( ayuda )Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace ) - ^ Lebedev, V .; Shiltsev, V. (29 de mayo de 2014). Física del acelerador en el Tevatron Collider . Saltador. pag. 1. ISBN 9781493908851. Consultado el 3 de junio de 2019 .
- ^ "Boletín CERN" . Noviembre de 2015.
- ^ "Partículas Oh-My-God" . phys.org . Junio de 2011.
- ^ a b Abbasi, RU (2014). "Indicaciones de anisotropía de escala intermedia de rayos cósmicos con energía superior a 57 EeV en el cielo del norte, medidas con el detector de superficie del Telescope Array Experiment". Revista astrofísica . 790 (2): L21. arXiv : 1404,5890 . Código bibliográfico : 2014ApJ ... 790L..21A . doi : 10.1088 / 2041-8205 / 790/2 / L21 . S2CID 118481211 .
- ^ "Los físicos detectan una fuente potencial de partículas 'Oh-My-God'" . sciencemag.org. 8 de julio de 2014.