ay,uhecr)是指能量高于1eev(1018电子伏特,相当约0.16焦耳)的宇宙射线,其能量远高于其他典型宇宙射线的静质量与能量。
极高能宇宙射线(英语:extreme-energycosmicray,eecr)是能量超过5x1019ev(相当约8焦耳)的uhecr。5x1019ev这个值即所谓gzk极限,指的是长距离行进(约1.6亿光年)的宇宙射线质子会因为宇宙微波背景(cmb)中光子的散射,导致能量有上限。因此,eecr不可能自早期宇宙就存在至今,而是宇宙学上较“年轻”的宇宙射线,而且因某种未知的物理过程而从本超星系团的某个位置发射出来。如果eecr不是质子,而是核子数为{\displaystylea}a的原子核,那么gzk极限也适用该核子数,只是原子核的总能量限制前带有{\displaystyle1/a}{\displaystyle1/a}的分数。对于铁原子核,相应的极限会是2.8x1021ev。但是,核物理过程导致铁原子核的极限与质子相近。其他高丰度的原子核其极限甚至更低。
这些粒子非常稀有;在2004年至2007年之间,皮埃尔奥格天文台(pao)初始运行时检测到27起事件,估计它们抵达天文台时能量超过5.7x1019ev,也就是说,该天文台所调查的3000km2面积之中大约每四周就发生一次这样的事件。
有证据显示,这些最高能量的宇宙射线可能是铁原子核,而不是构成大多数宇宙射线的质子。
人们推定eecr的(假说性的)发射源称为捷伐加速器(zevatron),其命名就如同劳伦斯柏克莱国家实验室的贝伐加速器(bevatron),以及费米实验室的兆电子伏特加速器(tevatron)一样,所以能够将粒子加速到1zev(1021ev,皆电子伏特)。基于星系喷流内部的冲击波可引起粒子的扩散加速,星系喷流在2004年一度被考虑可能就是zevatron。特别是,模型表明,附近m87星系喷流冲击波可能将铁原子核加速到zev范围。2007年,皮埃尔奥格天文台观测到eecr与附近星系中心的河外超大质量黑洞(叫做活跃星系核)具有关联性。然而,随着持续的观察,两者关联性的强度变得越来越弱。虽然最新的结果显示这些eecr中似乎只有不到40%来自agn,其相关性比以前报道的要弱得多,但活跃星系核磁层中加速度的离心机制也可以解释极高的能量。格里布(grib)和帕夫洛夫(pavlov)(2007,2008)的提出一个更具推测性的建议,是设想超重暗物质通过潘罗斯过程的衰变。
根据推测,活跃星系核能将暗物质转化为高能质子。圣彼得堡亚历山大弗里德曼理论物理实验室的尤里帕夫洛夫(yuripavlov)和安德烈格里布(andreygrib)推测,暗物质粒子的质量约为质子=的15倍,而且它们可以分解为成对、与普通物质相互作用的较重虚粒子。如潘罗斯过程所描述的,这些粒子之一可能靠近活跃星系核,而另一个则逃逸。那些粒子当中有会与入射的粒子碰撞;根据帕夫洛夫的说法,这是能量非常高的碰撞,可以形成具有高能量的一般可见的质子。帕夫洛夫又宣称,这种过程的证据就是超高能宇宙射线粒子。超高能宇宙射线粒子也可能是由超重暗物质“x粒子”(例如黑洞子)的衰变而产生的。这种能量甚高的衰变产物携带着x粒子质量的一部分,被认为合理解释了我们观察到的超高能宇宙射线。
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