GZK极限

✍ dations ◷ 2025-09-08 20:41:46 #物理学中未解决的问题,物理学悖论,宇宙线

GZK极限,是以提出者Greisen、Zatsepin、Kuzmin三人姓氏之首字母为名的理论上限,描述源自远处的宇宙射线应有的理论上限值。

这项极限是在1966年由Kenneth Greisen、Vadim Kuzmin与Georgiy Zatsepin三人所计算,其基础为宇宙微波背景辐射与宇宙射线的预期相互作用。预测中指出宇宙射线所带的能量如果超过阈值5×1019 电子伏特则会与宇宙微波背景的光子发生相互作用,产生Π介子。这样的作用会持续发生,一直到射线粒子的能量低于Π介子产生阈值。因为此相互作用相关的平均自由程其值甚低,举例来说,起源处距离地球远大于50 百万秒差距的河外宇宙射线(英语:Extragalactic cosmic ray)若其能量大于此阈值者,则不可能在地球上观测到;而此距离内又不存在目前已知可以产生此般能量的宇宙射线源。

已有一些由明野广域空气簇射阵列(英语:Akeno Giant Air Shower Array)实验所作的观测显示远源的宇宙射线带有高于此极限的能量(称作超高能量宇宙射线(英语:Ultra-high-energy cosmic ray))。这样的观测事实被称作GZK佯谬(GZK paradox)或宇宙射线佯谬(cosmic ray paradox)。

这些观测似乎与目前所知的狭义相对论及粒子物理的预测相违背。不过,也有一些对于此类观测所作的可能解释,似乎可以解决这种不一致。首先,这些观测可能出自于仪器上的误差,或者是对于实验结果不正确的解读。再者,宇宙射线也可能有局域的粒子源(虽然尚不明白这些粒子源会是什么)。

另外的尝试是采用极高能量低相互作用性粒子(ultra-high energy weakly interacting particles)来解释(例如:中微子),其可以在很远处被创生出来,之后才在局域发生反应,生成所观测到的粒子。

目前已有一些奇异理论被提出,以来解释这些观测,其中最著名的是双重狭义相对论。

时至2003年,一些宇宙射线实验如费米伽马射线空间望远镜与皮埃尔·俄歇观测站(英语:Pierre Auger Observatory)计划要证实或否定稍早观测结果的可信度。

相关

  • 羊水栓塞羊水栓塞是一种罕见及未被完全了解的产科紧急症候。指在分娩过程中,羊水、胎儿细胞、胎发、胎粪、皮屑等物,透过子宫基底的胎盘进入母体血液循环而诱发母体之发炎反应。这作用
  • 凯特琳·詹纳凯特琳·詹纳(英语:Caitlyn Jenner,1949年10月28日-),出生名为布鲁斯·詹纳(英语:Bruce Jenner)是美国电视节目名人和前田径运动员,曾获1976年夏季奥林匹克运动会男子十项全能冠军。20
  • 菊属见正文菊属(学名:Chrysanthemum)是菊目菊科的一个属。其下约有40个种,其中大多数原产于东亚,其变异中心在中国。其属名Chrysanthemum来自古希腊语χρυσός(chrysos,金、金色)和
  • Mi-26米-26直升机(俄语:Ми-26)是一款多用途重型直升飞机,也是当今服役中最重、最大的直升机,由苏联米尔莫斯科直升机工厂(原米尔实验设计局)设计。该机的机舱载重和舱外负重均可达20吨
  • 确认死亡《确认死亡》(英语:Confirmed Dead)美国电视剧《迷失》第4季的第2集,也是全剧的第74集,于2008年2月7日通过美国广播公司在美国首播,还通过CTV电视网在加拿大首播。从本集开始,节目
  • 小约翰·施特劳斯约翰·巴普蒂斯特·施特劳斯(德语:Johann Baptist Strauss,1825年10月25日-1899年6月3日),因与其父同名,故通常称为约翰·施特劳斯二世或小约翰·施特劳斯,奥地利作曲家,以圆舞曲作品
  • 祖大寿祖大寿(?-1656年),字复宇,辽东宁远(今辽宁兴城)人。明末将领,是吴襄的妻舅,自称祖逖之后。受晚明北海水师司令毛文龙节制世代为辽东望族,祖大寿、祖大乐、祖大弼三兄弟皆辽东将领,大寿
  • Zn(Csub2/subHsub5/subCOO)sub2/sub丙酸锌是锌的丙酸盐,化学式为Zn(C2H5COO)2。丙酸锌可由丙酸和碱式碳酸锌反应得到:丙酸锌在200℃以上分解:
  • 汉城亚运会第十届亚洲运动会于1986年9月20日至10月5日在韩国汉城(今首尔)举行,会期为16天,而亚运会亦是东道主韩国在88奥运会的前哨战。本届亚运会共有27个国家和地区的4839名运动员参与25
  • 湖南省博物馆湖南省博物馆位于湖南长沙,占地5万多平方米,是湖南省最大的历史文化博物馆。初建于1951年3月,1956年7月正式建馆,1974年7月长沙马王堆汉墓出土文物陈列馆建成开放。2003年1月13