Ha a világ legnagyobb energiájú részecskéit keressük, elég csak a Svájc és Franciaország határán található CERN Nagy Hadronütköztetőjéig (LHC) mennünk. Ebben a körkörös gyxorsítóban képesek 7 TeV-os (terra-elektronvoltra) mozgási energiára gyorsítani a protonokat. Ha a hétköznapi életből nézünk példákat, ez nem tűnhet soknak (egy 10 W-os égő 1 másodpercig tartó működtetése ennek a tízmilliószorosát emészti fel!), az atommagokat alkotó protonok szintjén ez viszont elképesztőenergiát jelent. Ha azonban a világűrben is szétnézünk, rögtön rájövünk, hogy az Univerzum némely részecskegyorsítója egészen más ligában játszik.
Az ún. ultra-nagy-energiájú kozmikus sugarak (khm, kissé félrevezető a hagyományos elnevezés, ugyanis javarészt elektornokról és protonokról van szó), avagy röviden UHECR-ek rendkívül ritkák, ráadásul lehetetlen egy detektorral felfogni ezeket az űrből érkező részecskéket. Megteszi ezt helyettünk a földi légkör, amelynek oxigén- és nitrogén molekuláit a beérkező kozmikus proton sorra darabjaira robbantja. Az egymást követő ütközések egy felülről lefelé terjedő töltöttrészecske-záport, hoznak létre a felszínig húzódó sávban (lásd a képen). Így pedig elég csak néhány speciális detektorral teleszórni egy kellően nagy területet, a részecske-lavina erősségéből és kiterjedéséből pedig következtetni lehet arra az egyetlen egy, közel fénysebességgel beérkező protonra, amely az egészet beindította.
Minden idők legnagyobb energiájú (észlelt) részecskéjét 1991-ben találták meg a University of Utah kutatói: az Oh-My-God-Particle (OMGP) névre keresztelt eseményt kiváltó részecske energiája 320 millió(!) TeV volt. Ugyanezen a kutatócsoport mind a mai napig aktívan kutatja az UHECR-ek eredetét, ám míg a fizikai hatásaikról és statisztikájukról sok mindent sikerült kideríteni, a pontos eredetük továbbra sem ismert. Ennek részben a kis számú minta az oka, ami legalábbis most egyel növekedett: a kutatók egy 244 millió TeV-os kozmikus proton észleléséről számoltak be friss publikációjukban. Ez ugyan csak a képzeletbeli dobogó második fokára elég, mégis 34 milliószor energikusabb, mint bármilyen részecske, amit az emberiség elő tud állítani.
A nagy számokat nehéz kontextusba helyezni, de ez olyan energia egyetlen egy atomi részecskében, mint amivel egy jó erővel megütött teniszlabda bír.
Az UHECR-eket alig téríti el a galaktikus mágneses tér, ezért beérkezési irányukat meghosszabbítva meg lehet(ne) találni azok forrását – csakhogy az új OMGP esetében a becsült irányban semmiféle jelentős energiájú objektumot nem lehetett találni, se a Tejútrendszeren belül, se azon túl. Bár gyanúsított akad (elsősorban az óriásgalaxisok aktív magjai tartják az UHECR-ek forrásának), a legerősebb kozmikus részecskegyorsítók titkát így továbbra is homály fedi.
Az felfedezést taglaló szakcikk itt olvasható: Telescope Array Collaboration, Science, 2023
Ha tetszett a bejegyzés, látogass el a Csillagvizsgáló Facebook oldalára is, ahol immáron újra rendszeresen olvashatsz csillagászati és űrkutatási híreket, látványos felvételeket és egyéb aktualitásokat – tudományról és science fictionről egyaránt.