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对于我来说，4届年会有一个重要事情，那就是向张英平研究员和钱大鹏老师请教GZK截断现象。
GZK截断现象是否存在，对于狭义相对论意义重大。按照狭义相对论，来自1.5亿光年之外的宇宙线能量不应该超过GZK截断值。如果GZK截断现象不存在，那么狭义相对论将遇到重大挑战。否则，狭义相对论将再次得到实验证实。 40多年来，多个宇宙线观测站发现GZK截断现象不存在，共发现了显著超出GZK截断值、能量超过10^20eV的超高能宇宙线20多例，这使很多科学家认为狭义相对论遭遇挑战。可是刚建成的世界上最大的观测站Auger却仅仅发现2例能量超过10^20eV的超高能宇宙线，而事先预计应该能发现30例。Auger的规模是过去最大的观测站AGASA的30倍，AGASA的观测报告显示GZK截断现象不存在，可是Auger的观测报告显示AGASA的观测报告不可靠。 我认为两观测站的观测报告有冲突的原因在于，Auger的能量估算严重偏低，AGASA的能量估算可能偏高。过去就有人发现，AGASA与HiRse的能谱曲线膝区轮廓很相似，但是不能重合，AGASA位于HiRse之上。如果把AGASA的能量降低25-30％，或者把HiRse的能量提高25-30％，那么，它们将重合得很好。 而Auger的能谱曲线还在HiRse之下，Yakutsk的能谱曲线在AGASA之上，这说明一个问题，各观测站的能量估算值误差很大。我估计Auger的能量估算值比AGASA低30-100％。 为什么Auger的能量估算值偏低？我过去猜测或许是Auger的海拔高度高，次级粒子簇来不及展开等原因。后来发现北京大学物理学院天文学系00级吴飞的文章《极高能宇宙线的研究进展》，“至于如何根据这些信息来确定初级入射宇宙线粒子的能量,方向等特性,目前各台站一般都采用相类似的蒙特卡罗计算方法,即依据一个可测量的参数(如距离簇射芯600m处的粒子密度),对初级粒子的能量作参数化估计,从而得到有关初级粒子的一些信息,如方向,能量,成分等.然而,因测量极高能宇宙线的探测技术不能对能量进行绝对的定标,用蒙特卡罗计算方法来确定初级宇宙线能量的方式显得并不完美.”我想，是不是Auger位于高原，簇射芯600m处的粒子密度本底值比较高，所以估算值偏低？ 带着以上疑问，向张英平研究员和钱大鹏老师请教GZK截断现象。 74岁的张英平研究员是中科院高能物理研究所探测器专家，他认为如果各观测站都观测到了能量超过10^20eV的超高能宇宙线，那么这种现象就应该是存在的。他还说，高能实验能量估算误差很大，差50％甚至100％都有可能，单个粒子的能量不容易测量，但是能谱曲线应该可以确定。他同意我的分析，Auger的能量估算可能偏低。 钱大鹏老师也同意我的分析，也认为Auger的能量估算可能偏低。我们都认为，从3*10^18-10^19eV能谱曲线段看，Yakutsk和AGASA的密度远大于HiRse和Auger，高能宇宙线没有理由偏爱Yakutsk和AGASA，这只能说明Yakutsk和AGASA的能量估算偏高，或者HiRse和Auger的能量估算偏低，或者两种情况同时存在。 如果Auger的能量估算偏低30-100％，把Auger的数据修正后就会发现，至少有12-30例能量超过10^20eV的事件。 经过讨论，钱大鹏老师也认为，GZK截断现象仍然没有得到实验充分证明，狭义相对论的危机仍然存在。 我打算在年会结束后与Auger观测站联系，把我们的意见反映给他们，看能不能与他们达成共识。 黄新卫 2007.8.17 ※※※※※※ 我的新论文《用中智学分析和改造狭义相对论》，没有被《前沿科学》采纳的文章。http://www.bjxdl.net/bbs/ViewFile.asp?FileName=20074291414414.rar 用winrar解压缩后就可以阅读 |