Descubre nuevos secretos cósmicos del espectro energético de las partículas más poderosas del universo.
Los hallazgos del equipo se basan en un análisis de 215.030 eventos de rayos cósmicos con energías superiores a 2,5 billones de electronvoltios registrados por el Observatorio Pierre-Auguste en Argentina durante la última década. El observatorio es el observatorio más grande del mundo para el estudio de los rayos cósmicos.
La nueva firma espectral es una distorsión de unos 13 billones de electronvoltios en el espectro de energía de los rayos cósmicos, lo que representa más que un simple punto en un gráfico. Acerca a los humanos a desentrañar los misterios de las partículas más energéticas de la naturaleza.
"Desde el descubrimiento de los rayos cósmicos hace 100 años, una pregunta de larga data es: ¿qué acelera estas partículas?", afirmó Schroeder. Las mediciones de la colaboración Pierre-Auguer proporcionan pistas importantes basadas en trabajos anteriores. Sabemos que este acelerador no está en nuestra galaxia. Con los últimos análisis, podemos confirmar aún más nuestra idea anterior de que los rayos cósmicos de energía ultraalta no son solo protones de hidrógeno, sino que provienen de fuentes mucho más pesadas. Un investigador postdoctoral de la Universidad de Oregon, ha estado colaborando con Pierre Auger durante muchos años y los miembros del equipo que contribuyeron al análisis de datos. La Universidad de Delaware se unió oficialmente a la colaboración como miembro institucional en 2018. El observatorio está compuesto por. Más de 400 científicos de 17 países y cubre 1.200 kilómetros cuadrados, equivalente al área de Rhode Island en Estados Unidos.
El observatorio cuenta con más de 1.600 detectores, llamado Observatorio Cherenkov de Agua, distribuidos. en las tierras altas de la pradera, que consta de 27 detectores de fluorescencia. En conjunto, estos instrumentos miden la energía liberada por partículas de rayos cósmicos de muy alta energía en la atmósfera y evalúan indirectamente su masa: la energía, la masa y la dirección en la que se encuentran. Estas partículas en particular llegan, brindándonos información sobre ellas.
Anteriormente, los científicos creían que estas partículas de rayos cósmicos de energía ultraalta eran en su mayoría protones de hidrógeno, pero análisis recientes han confirmado que son. Las partículas tienen una variedad de núcleos, algunos más pesados que el oxígeno o el helio, como el silicio y el hierro.
En el espectro de los rayos cósmicos, se puede ver una torcedura entre el área que los científicos llaman "tobillo" y el comienzo. del diagrama, llamado "dedo del pie".
"Aún no tenemos un nombre específico", dijo Coleman, quien forma parte de un equipo de 20 personas que escribe el código de computadora y realiza el número.
Coleman participó directamente en este descubrimiento, mejorando su reconstrucción de la cascada de partículas producidas cuando los rayos cósmicos golpean la atmósfera para estimar la energía. para garantizar que este nuevo punto de inflexión sea real, no un artefacto causado por el detector, el trabajo en este conjunto de datos tomó más de dos años.
"Obviamente, es muy leve", dijo Coleman. del nodo espectral. Pero cada vez que ves un bulto como este, es una señal de que la física está cambiando, y eso es muy emocionante.
Coleman dijo que es difícil determinar la masa de los rayos cósmicos entrantes. Pero las mediciones de la colaboración son tan precisas que ahora se pueden descartar muchos otros modelos teóricos para las fuentes de rayos cósmicos de energía ultra alta y explorar más activamente otras vías.
Los núcleos galácticos activos y las galaxias con formación de estrellas se consideran ahora fuentes de partículas de alta energía. Aunque normalmente están separadas por unos 100 millones de años luz, varias galaxias candidatas están a menos de 20 millones de años luz de distancia.
Coleman dijo: "Si conocemos la fuente de las partículas de alta energía, podemos estudiar nuevos detalles sobre lo que está sucediendo. ¿Qué permite que existan estas energías ultraaltas? Estas partículas pueden provenir de algo que nosotros simplemente no lo sé”.
La investigación de los investigadores se centra en mejorar aún más la precisión de la medición de los rayos cósmicos de energía ultra alta y extender la medición precisa de los espectros de rayos cósmicos a energías más bajas. Schroeder dijo que esto creará una mejor superposición con otros experimentos, como las mediciones de rayos cósmicos en el IceCube de la Antártida, otro observatorio de astropartículas único en el que participa principalmente la Universidad de Delaware.