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美国HiRes超高能宇宙射线观测台历时7年观察，终于以4-5倍标准偏差的统计性证实了60年代提出的GZK能谱截断现象
GZK截断是否存在对狭义相对论构成挑战，1965年2.7 K宇宙微波背景辐射(CMB)被发现后不久，Greisen、Zatsepin和Kuzmin即指出，当宇宙射线质子能量高于阈值能量时，遭遇CMB光子会产生 介子，其结果是宇宙线能谱在5-6*10^19 ev处产生截断，这一效应即为著名的GZK效应。然而实验观测至今未明确地发现这一效应；相反，有迹象显示，已经观测到了越来越多的能量超过10^20 ev的事件。 美国HiRes超高能宇宙射线观测台历时7年观察，终于以4-5倍标准偏差的统计性证实了60年代提出的GZK能谱截断现象。以上消息见2006年12月18日中国科学院高能物理研究所曹臻研究员的学术报告。 但是，世界上其他的超高能宇宙射线观测台如日本的AGASA、俄罗斯的Yakutsk的观察结果与HiRes结论不一致，而且，包括HiRes在内的观测台都观察到2*10^20 ev 的超高能宇宙射线存在，新建成的阿根廷Auger观测台也发现1.4*10^20 ev 的超高能宇宙射线存在。这些超高能宇宙射线的能量是GZK截断理论值的3-4倍。 目前发现的最高能量宇宙射线能量高达3*10^20 ev，是GZK截断理论值的5-6倍。 这样的观察结果能证实了60年代提出的GZK能谱截断现象吗？ 让我们回顾原子核的发现历史： 当时的物理学界认为，正电荷像西瓜瓤，负电荷像西瓜子分布其上。1911年卢瑟福和他的学生进行了一系列的实验，他们借助一个放射源用α粒子轰击一块金箔，利用荧光屏观察α粒子的散射程度。绝大多数α粒子几乎没有偏转就穿过金箔，然而，也有少数α粒子成锐角反射回来。卢瑟福思考认为，散射是由金原子内部存在的正电荷中心所引起的，这个正电中心的质量与原子质量接近相等，但直径（约10-14m）只有原子直径的1/10000。这实验曾重复多次，用过许多不同元素的箔片，但所得结果均相似。这样，卢瑟福就确认：原子内含有一个体积小而质量大的、带正电的中心，这就是原子核。 如果我们与卢瑟福处于同一时代，我们脑海里面根深蒂固的观念是正电荷像西瓜瓤，负电荷像西瓜子分布其上，我们能从少数α粒子反弹现象悟出旧的物理模型是错误的吗？ 我想大多数人不会。大多数人会认为，绝大多数α粒子几乎没有偏转就穿过金箔，就证明了旧的物理模型是正确的！ 中国科学院高能物理研究所2006年学术活动 12月18日 科技创新论坛（73） 报告题目：Do we really see “the end” of cosmic ray spectrum? What is next?-- Measurement of UHECR spectrum by the HiRes experiment 报 告 人：曹 臻 研究员 （粒子天体中心） 时 间：2006年12月18日（星期一）下午3点 地 点：高能所化学楼三楼阶梯教室 曹臻，1982年毕业于云南大学物理系，1994年获物理学博士学位。1994年至1998年在美国OREGON大学物理系任研究助理，从事重离子散射相关的理论研究。1999年以来在美国UTAH大学物理系参与超高能宇宙线HIRES实验研究，2003年升为研究副教授。在PRL和APJ等杂志上发表了多篇文章，引发了对银河系宇宙线高端能谱的深入研究。2004年入选中国科学院“引进国外杰出人才”，现为高能所粒子天体物理中心研究员，启动了宇宙线τ中微子（CRTNT）计划，开始了我国极高能宇宙线观测和超高能τ中微子探测的预先研究。 HiRes实验历时7年的观测数据已经在高能所分析完毕，最终的能谱测量结果已经产生，结果即将发表。该结果终于以4-5倍标准偏差的统计性证实了60年代提出的GZK能谱截断现象。该现象的确立究竟意味着宇宙线物理研究的“终结”呢还是新纪元的开始，我们如何面对这一新局面，有什么样的打算，这是宇宙线物理学家们思考的问题。通过这个论坛，我将介绍整个实验研究的历史和现状，包括AGASA、HiRes、AUGER和TA等实验；汇报实验的结果，包括宇宙线能谱上“踝”的测量和“GZK截断”的测量；介绍未来发展的动向，特别是中国如何扮演好她的未来角色的一些想法。 ※※※※※※ 否定狭义相对论的天文发现http://bbs1.xilu.com/cgi-bin/bbs/view?forum=newphysics&message=8953 《论证绝对静止参照系存在的必要性》http://bbs2.xilu.com/cgi-bin/bbs/view?forum=hongbin&message=76918 |
以下是世界其他观测台和HiRes观测台的观测数据对比  ※※※※※※ 否定狭义相对论的天文发现http://bbs1.xilu.com/cgi-bin/bbs/view?forum=newphysics&message=8953 《论证绝对静止参照系存在的必要性》http://bbs2.xilu.com/cgi-bin/bbs/view?forum=hongbin&message=76918 |