Фізики з Східного китайського університету (East China Normal University) запропонували нове пояснення надлишку мюонів, що виникають у результаті взаємодії космічних променів із атмосферою Землі. Дослідження, опубліковане в журналі The Astrophysical Journal, розкриває важливу роль глюонної конденсації в цьому процесі.
Що таке мюони?
Мюони — це важкі аналоги електронів, які утворюються внаслідок розпаду піонів та каонів. Ці частинки з’являються під час зіткнень космічних променів, що складаються переважно з протонів і ядер гелію, із ядрами атомів у верхніх шарах атмосфери. Властивості мюонів:
- Велика проникна здатність дозволяє їм досягати поверхні Землі.
- Енергія мюонів зазвичай становить близько чотирьох гігаелектронвольт.
Проте спостереження показують, що кількість мюонів на Землі перевищує теоретично передбачене значення на 30–60% у діапазоні енергій від шести до шістнадцяти ексаелектронвольт.
Нова гіпотеза: глюонна конденсація
Учені припускають, що надлишок мюонів може бути спричинений особливостями першого зіткнення космічних променів із ядрами атомів в атмосфері. Вони висунули гіпотезу про глюонну конденсацію, яка може пояснити це явище.
Що таке глюонна конденсація?
Глюони — це частинки, що переносять сильну взаємодію між кварками. За певних умов вони можуть формувати високоденситні енергетичні стани, відомі як глюонні конденсати. В таких станах:
- Збільшується кількість утворених «странних» кварків і антикварків.
- Продукується більше піонів і каонів, що в підсумку призводить до збільшення кількості мюонів.
Згідно з підрахунками, у стані глюонної конденсації виробництво странних кварків зростає в 10 разів порівняно з умовами звичайної кварк-глюонної плазми.
Значення дослідження
Це відкриття відкриває новий підхід до розуміння фізики високих енергій та взаємодії космічних променів із атмосферою. Гіпотеза глюонної конденсації має потенціал для:
- Поліпшення моделей фізики частинок. Традиційні моделі не враховують подібні процеси, тому це дослідження може змінити підхід до моделювання.
- Вивчення космічних променів. Розуміння надлишку мюонів допоможе краще зрозуміти природу високоенергетичних космічних явищ.
- Розширення знань про сильну взаємодію. Вивчення глюонної конденсації сприятиме розвитку фізики кварків і глюонів.
Гіпотеза глюонної конденсації дає можливість пояснити загадковий надлишок мюонів у космічних променях. Це відкриття не лише заповнює прогалини в існуючих теоріях, а й відкриває нові горизонти для дослідження високоенергетичних процесів у Всесвіті.
Читайте також: Вчені розповіли про причини появи загадкових променів у нічному небі
