高能宇宙線粒子可能在伽馬暴中產(chǎn)生
宇宙兩大極端現(xiàn)象或有關(guān)聯(lián)
本報(bào)記者 趙衛(wèi)華
近日，The Innovation期刊評(píng)選了2023年全球十大科技進(jìn)展，“解密宇宙中最劇烈的天體現(xiàn)象”相關(guān)成果榜上有名。相關(guān)成果包括科學(xué)家對(duì)宇宙中兩大極端現(xiàn)象的記錄與研究。
中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院高能物理研究所研究員曹臻及其團(tuán)隊(duì)對(duì)人類目前觀測到的史上最亮伽馬暴GRB 221009A的高能輻射能譜進(jìn)行了研究，相關(guān)論文于2023年11月16日在線發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。
此前，他們利用高海拔宇宙線觀測站“拉索”(LHAASO)首次精確地記錄了史上最亮伽馬暴GRB 221009A萬億電子伏特余輝射線流量增強(qiáng)和衰減的整個(gè)過程。
伽馬暴和極高能宇宙射線的觀測為我們提供了關(guān)于恒星和星系形成與演化的寶貴資料。
曹臻在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表示，由于“拉索”卓越的靈敏度，他們得到了最完整的伽馬暴余輝記錄。其中，最高能量的光子達(dá)到了驚人的13萬億電子伏特。這一精確的測量結(jié)果使他們對(duì)光束的粗細(xì)和宇宙的透明度等問題有了更深層次的理解。特別是宇宙透明度問題涉及底層物理的前沿問題，如量子時(shí)空、宇宙演化以及輕質(zhì)量暗物質(zhì)候選粒子等。
值得一提的是，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)曹臻團(tuán)隊(duì)觀測到的極端現(xiàn)象與另一個(gè)極端現(xiàn)象有關(guān)。
此前，美國的望遠(yuǎn)鏡陣列實(shí)驗(yàn)記錄到了史上第二高能量的宇宙線粒子，其能量高達(dá)240百億億電子伏特，科學(xué)家對(duì)此進(jìn)行了研究，但還未能完全解答產(chǎn)生如此高能量的粒子的機(jī)制。即使在人類能夠建造的最大粒子加速器――歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)上，產(chǎn)生出來的最高能量的粒子的能量也僅僅是這顆粒子能量的2000萬分之一。
目前，科學(xué)家們正在建立這兩個(gè)極端現(xiàn)象之間的聯(lián)系模型。有人認(rèn)為，這樣高能量的宇宙線粒子很有可能是在伽馬暴事件中產(chǎn)生的。這一觀點(diǎn)引發(fā)了廣泛的討論和進(jìn)一步的研究。
曹臻團(tuán)隊(duì)的最新研究成果揭示了宇宙中最極端的兩個(gè)現(xiàn)象之間的可能聯(lián)系。這一發(fā)現(xiàn)不僅拓寬了我們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)，還為解決底層物理前沿問題提供了新的線索。隨著進(jìn)一步的研究和觀測，我們有望更加深入地了解宇宙的奧秘。
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