直追光速,神秘莫測,我的上帝粒子

2020-07-31 天文在線

我們的宇宙充滿著各式各樣令物理學家們抓耳撓腮卻又不得解的神秘現象,我喜歡在這個頻道討論那些奇怪的恆星和有趣的行星,換句話說就是大型天體。但有時也會有科學的神秘事物出現,例如這個特殊的例子—一個單原子核,但它不是普通的原子核,它於1991年10月15日在一臺猶他大學粒子極值能量或者說超高能量宇宙射線探測器上被發現,

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當時它以99.9……%(小數點後26個9)光速撞擊了探測器,其動能相當於一個時速60英裡的棒球,而那僅僅是單個原子核所攜帶的能量。這種粒子的能量震驚了當時的科學家,而且時至今日,我們還是不知道是什麼把這樣一顆物質粒子加速到那樣的速度。從那時起,儘管非常罕見,但其他具有相似能量的粒子已經被發現,奇怪的是研究資料顯示這些粒子也許源自大熊星座的某個特定區域。還有證據顯示,不像是大多數宇宙射線往往由質子或氦核構成,這些高能粒子可能實際上是鐵原子核,而這又增加了一些謎團。一般的宇宙射線可以由許多不同的環境所產生,其中最顯著的便是由超新星所產生,它們甚至偶爾會包含反物質粒子,像是反質子和正電子。但是對於超高能宇宙射線,其起源包括發射他們的自旋黑洞

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,或是脈衝星和中子星,沒人確切知道。但是有兩種關於這些粒子起源的假設值得關注,因為它們涉及了物質的反常狀態。其一的奇怪現象有關暗物質,暗物質普遍被認為是宇宙最大的未解之謎之一,除了暗物質對宇宙其他正常物質的引力作用以外,暗物質的能力和屬性都還未被完全理解。

在一篇由尤裡.帕夫洛夫和安德烈·格裡伯所發表的論文上(連結如下),他們認為有一種方法可以使暗物質衰變並導致高能宇宙射線的誕生。

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暗物質通常是弱相互作用的,論文描述一個過程,一個暗物質的重粒子可以衰變為兩個可以與正常物質作用的虛粒子。如果這些粒子靠近黑洞,其中一個會墜落到黑洞中而另一個則會與墜入黑洞的正常物質作用並被拋出,結果可能導致一個隨高能宇宙射線射出的高能質子誕生。但結果,受限於對暗物質的信息,這個觀點並站不住腳。總的來說,我們不知道它是什麼,也不知道它到底如何運行。說到不理解一種形式的物質如何作用,這引出了前所未見的第二種選擇,當然也只是推理,那便是奇異物質,這涉及兩種可能存在於中子星內部的反常物質。

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中子星的引力如此之大以至於正常的原子鍵根本無法維持,結果就是只能留下一個密集堆積的大中子球,這也是中子星名字的由來。但是也有可能存在另一種狀態,引力是如此大以至於中子裂解為組成它們本身的夸克。

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中子過渡為夸克的過程本身可能就是高能宇宙射線的來源,當過渡反應進行時,中子星的磁場會在超高能量的情況下崩潰並釋放粒子,這也可能解釋為什麼這些宇宙射線如此稀少。但再次聲明,這套機制並沒有被完全理解,有關奇異物質的研究仍在進行。

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最後,這些宇宙射線的起源在將來的很長一段時間內將依然是個謎團,所有產生這些粒子的可能機制都處於天體和物理學研究的最前沿。但是有關於宇宙中存在一種可以將粒子加速至人類可以達到的極限的4000萬倍的情景著實是一種令人謙卑的想法。感謝閱讀!我是一名科幻小說家,未來主義者,反物質甜甜圈的發明者—約翰·米切爾·戈迪爾;而阿瑟·C·克拉克,通信衛星的發明人,我弄到一些反果凍甜甜圈,一定記得去你最喜歡的線上書店看看我的書,訂閱我的頻道,定期、深入地探索我們生活的宇宙中有趣又奇異的未知位面。

FY: 薩克遜c

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