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使用“古探测器”长泽绘里奈测量宇宙射线古代撞击率的一种可能方法

物理学 2022-06-07 23:59:07

作者:鲍勃·伊尔卡,物理

(同organic)有机 无情的弹幕

宇宙射线与地球大气中的分子碰撞,产生包括中微子在内的粒子簇

中微子可以穿透地球表面深处,在那里它们可以在埋藏的岩石中留下宇宙射线记录

信用:国家自然科学基金/日本

杨/通过物理 一个国际研究小组提出了一种间接测量数百万年来宇宙射线撞击地球速度的方法

在他们发表在《物理评论快报》杂志上的论文中,他们建议在所谓的“古探测器”中使用大气中微子留下的印记,这种“古探测器”是一种天然矿物,表达核反冲造成的损伤轨迹

每天每时每刻,地球都受到宇宙射线的轰击——其中大多数是轻原子核和质子

当这些宇宙射线穿过大气层时,其中一些会与原子碰撞,将它们粉碎,产生中微子,这些中微子会落在地球上

天体物理学家指出,一种研究这种轰击历史的方法可以揭示更多关于宇宙射线来源的信息

在这项新的努力中,研究人员提出,隐藏在地球表面深处的岩石可能就保存着这样的记录

先前的研究表明,当中微子在大气中产生时,它们可以穿过地球,进入太空

但对一些人来说,当他们与地球表面深处岩石内部的原子碰撞时,旅程就结束了

这就产生了一条碎片路径,取代了构成岩石的晶体中的一些原子

物理学家称之为核反冲

研究人员建议,应该有可能提取一些这种岩石,并研究核反冲,以了解更多关于宇宙射线撞击地球的历史

为了查明这是否可能,该小组一直在进行实验,以估计在各种岩石中发现核反冲的可能性

这些实验导致了计算机模拟的构建

模拟表明,一些核反冲的估计长度应该在2-20或50-100微米的范围内,这一范围可以与其他背景源区分开

研究人员认为,在深层岩石样本中发现的核反冲可以提供10亿年前宇宙射线撞击的记录

他们指出,获取这些样本需要一些努力——传统的钻孔会使样本暴露在今天正在发生的撞击之下,所以它们必须以某种方式被屏蔽

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