科技日报 2022-03-29 09:08
1912年,奥地利科学家赫斯发现宇宙线,开辟了基本粒子研究的新领域,赫斯也因此获得了诺贝尔物理学奖。2004年,宇宙线起源及其加速机制,被确定为新世纪11个“世纪谜题”之一,科学家为此展开深入研究,希望能够揭开宇宙线的身世之谜。
百年后的今天,人类对于宇宙线又有哪些新的认知?
宇宙线很难被追根溯源。陈松战表示,宇宙线主要是带电粒子,在宇宙空间飞行时会受星际磁场影响发生偏转,逐渐偏离最初的方向。因此,根据地球上观测到的宇宙线到达地球的方向,很难反推出宇宙线发射源的方向。
好在宇宙线中的伽马射线给科学家留了“一扇窗”。宇宙线会与其诞生处附近的星际气体碰撞产生中性的高能伽马射线,伽马射线是由高能光子组成的粒子流,与带电粒子不同,光子的传播不受磁场影响,因此伽马射线在宇宙空间沿直线传播。“通过探测伽马射线,就可以直接找到其父辈带电粒子的加速源头。”他说。
据了解,科学家已经发现了200个甚高能伽马射线源,但它们只能被称为宇宙线源候选体,因为除宇宙线外,电子也会产生伽马射线。
加速机制符合主流理论模型
陈松战指出,目前粒子天体物理学最核心的问题,是寻找能够加速强子到1015电子伏特及以上的宇宙线加速器。
在加速机制方面,陈松战表示,宇宙粒子加速器是如何加速粒子的,仍然是目前科学研究中的前沿问题,已经知道的是,不同种类天体的加速机制可能不同,但是新星、超新星及其遗迹为同类天体,其加速机制是一样的。
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