A tudósok száz év után feltárták a kozmikus sugarak rejtett törvényét

Több mint száz éve tartó kutatások után váratlan fordulatot hozott a DAMPE (Dark Matter Particle Explorer) űrtávcső, amelynek legújabb megfigyelései végre áttörést jelenthetnek a kozmikus sugárzás eredetéről szóló rejtély megoldásában. A tudósok azt vették észre, hogy a galaxisban áthaladó kozmikus sugárzás részecskéi egy különös közös szabálynak engedelmeskednek: legyen szó könnyű protonról vagy nehezebb vasmagokról, minden részecske mennyisége ugyanannál az energiaértéknél kezd élesen csökkenni.

A kozmikus sugarak forrása: új nyomok

A kozmikus sugarak a természetben észlelt legnagyobb energiájú részecskék, ám eredetük és gyorsításuk háttere máig bizonytalan. A kutatók szerint ezek a részecskék az univerzum leghevesebb eseményei során keletkeznek, például szupernóva-robbanások, fekete lyukakból kibocsátott kilövellések vagy pulzárok révén. A DAMPE űrtávcső 2015. decemberi felbocsátása óta kutatja e részecskék természetét, és azt is, hogy lehet-e közük a sötét anyaghoz. A Genfi Egyetem munkatársai kulcsszerepet játszottak a projektben.

Általános szabály az energiaskálán

Részletes vizsgálatok kimutatták, hogy minden elsődleges kozmikus sugár mag – legyen szó protonról, héliumról, szénről, oxigénről vagy vasról – energiaspektruma hasonló mintázat szerint viselkedik: kb. 15 TeV (tehát 15 billió elektronvolt) merevségnél az intenzitás hirtelen, meredeken csökken. Mivel mindez különböző részecskék esetében egyformán megjelenik, ez a felfedezés azt valószínűsíti, hogy univerzális szabály irányítja a kozmikus sugarak gyorsulási és terjedési folyamatait – szemben a korábbi, csak energiára alapuló elméletekkel. Másként fogalmazva: a részecskék merevsége, vagyis a mágneses tér görbítő hatásával szembeni ellenállás döntő szerepű.

Az MI és modern detektorok szerepe

A felfedezés nélkülözhetetlen technológiai hátterét egy fejlett, MI-alapú elemző rendszer jelentette, amely lehetővé tette az űrtávcső által érzékelt események pontos visszafejtését. Emellett a genfi kutatócsoport fejlesztette ki a DAMPE legfontosabb detektorát, a szilícium-volfrám nyomkövetőt, amely pontosította a részecskék pályájának és töltésének meghatározását.

Új irány a kozmikus sugárzás fizikai modelljeiben

Ennek alapján megállapítható, hogy a DAMPE eredményei szűkítik a források és gyorsítási folyamatok lehetséges modelljeit, valamint közelebb visznek ahhoz, hogy megértsük, miként mozognak a legnagyobb energiájú részecskék a galaxisban.

2026, adminboss, www.sciencedaily.com alapján