PRL: фотон с энергией 300 ТэВ пережил путешествие, невозможное по известным законам
Ученые зафиксировали фотон сверхвысокой энергии — 300 тераэлектронвольт, — который проделал путь в 2 миллиарда световых лет и достиг Земли, хотя по известным законам физики он не должен был «выжить» в этом путешествии. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
Энергия этого фотона примерно в 100 триллионов раз выше, чем у частиц видимого света. Проблема в том, что на таких энергиях фотоны должны гаснуть, сталкиваясь с реликтовым излучением, пронизывающим всю Вселенную. Частицу обнаружили в составе мощного гамма-всплеска GRB 221009A, зарегистрированного в октябре 2022 года; в наблюдениях участвовали итальянские институты астрофизики и ядерной физики, а также детектор «Ковер» на Баксанской обсерватории в России.
Как же фотон уцелел? Ученые предлагают экзотические объяснения. По одной гипотезе, он время от времени превращался в гипотетические аксионоподобные частицы, которые беспрепятственно летят сквозь космос, а затем снова становился фотоном. По другой — на предельных энергиях слегка нарушается фундаментальная «лоренц-инвариантность», что открывает частице своего рода «скоростную полосу».
В пользу необычной физики говорит и то, что фотон высокой энергии пришел примерно на час позже низкоэнергетических — как и предсказывают эти модели. Стоит подчеркнуть, что речь идет о единичном событии и смелых гипотезах, которые еще предстоит проверить; не исключены и более прозаические объяснения, включая ошибки регистрации. Но если наблюдение подтвердится, оно может стать намеком на новую физику за пределами Стандартной модели.
Стандартная модель — основная теория физики элементарных частиц, но ученые уверены, что она неполна: она не объясняет ни темную материю, ни гравитацию. Поэтому любые «аномалии», не вписывающиеся в известные законы, вызывают огромный интерес — именно они могут указать путь к более общей теории. Аксионы и нарушение лоренц-инвариантности как раз относятся к таким гипотетическим «подсказкам».
Ранее «Джеймс Уэбб» показал, что первые галактики засеяли космос углеродом раньше срока.
???? Самое важное в одном месте — «Газета.Ru» теперь и в MAX.