質子光譜中的一個新扭結增強了我們對宇宙線起源的認識 _宇宙

印度Ooty的GRAPES-3實驗場景，模擬宇宙射線簇射。圖中顯示了通過GRAPES-3進行的宇宙線質子譜測量結果以及空間和地基實驗。信用:TIFR
據塔塔基礎研究所：塔塔基礎研究所在印度Ooty進行的GRAPES-3實驗發現了能量約為166萬億電子伏特的宇宙射線質子光譜的一個新特征，同時測量了從50萬億電子伏特到略高于1千兆電子伏特（PeV）的光譜。觀察到的特征表明，我們可能會重新評估對宇宙射線源、加速機制及其在銀河系內傳播的理解。
這項研究由Pravata K. Mohanty領導，他是GRAPES-3實驗的首席研究員，也是孟買塔塔基礎研究所的一名教員。這些發現已經發表在《物理評論快報》上
宇宙射線是一個多世紀前發現的。它們被認為是宇宙中能量最高的粒子。我們的星球不斷受到來自外太空的粒子的轟擊，這些粒子以恒定的速度從各個方向幾乎均勻地轟擊。它們進入地球大氣層，引發了一場幾乎以光速傳播到地面的粒子雨。簇射粒子由電子、光子、μ子、質子、中子等組成。
在非常寬的能量范圍內（108到1020電子伏）都觀測到了宇宙射線。根據冪定律，宇宙射線粒子的通量隨著能量急劇下降。
大約70年前發現的大約3 PeV處的宇宙射線質子扭結被稱為“膝蓋”，被認為是銀河系源內宇宙射線加速的最大能量。很長時間以來，人們一直在提議對達到膝蓋能量的宇宙線光譜進行單冪律描述，并通過各種模型對其進行了解釋。GRAPES-3實驗的這一觀察顯示了高于100 TeV和低于膝蓋的新特征。
利用塑料閃爍體探測器的密集陣列和大面積μ子探測器的組合， GRAPES-3實驗的研究人員收集了比天基探測器大幾千倍的數據，從而可以對100 TeV以上的宇宙射線進行更詳細的檢查，而天基測量由于統計數據少而缺乏精度。
法希姆·瓦西和其他團隊成員分析了這些探測器記錄的約800萬個宇宙射線簇射事件的子集，他們使用CPU密集型計算機模擬來測量宇宙射線光譜。