Частица Oh-My-God

Частица Oh-My-God («О боже мой!») — космический ливень, вызванный космическими лучами сверхвысокой энергии, обнаруженный вечером 15 октября 1991 года на испытательном полигоне Дагвэй в штате Юта с помощью детектора космических лучей High Resolution Fly’s Eye^[англ.] (Fly’s Eye HiRes; «Флайс ай», глаз мухи), принадлежащего университету штата Юта^[1][2]. Энергия частицы, вызвавшей ливень, оценивалась в 3⋅10²⁰ эВ (3⋅10⁸ ТэВ), примерно в 20 миллионов раз больше, чем энергия частиц в излучении внегалактических объектов^[3]. Другими словами, атомное ядро имело кинетическую энергию, эквивалентную 48 джоулям (такую энергию имеет 142-граммовый бейсбольный мяч, движущийся со скоростью 93,6 километра в час)^[4][5].

Частица Oh-My-God имела столь высокую кинетическую энергию, что перемещалась в пространстве со скоростью примерно 99,99999999999999999999951 % от скорости света, её Лоренц-фактор составил 3,2⋅10¹¹. Несмотря на то, как велика энергия этой частицы, она все ещё примерно в 40 миллионов раз меньше теоретически максимально возможной планковской энергии.

Энергия этой частицы примерно в 40 миллионов раз превосходила максимальную энергию протонов, полученную на ускорителях заряженных частиц на момент открытия. Но только малая часть этой энергии оказалась доступна для взаимодействия с протонами и нейтронами атмосферы Земли, большая часть энергии рассеялась в виде кинетической энергии продуктов взаимодействия. Эффективная энергия этого взаимодействия ${\displaystyle {\sqrt {2Emc^{2}}}}$, где ${\displaystyle E}$ — энергия частицы, и ${\displaystyle mc^{2}}$ — масса энергии протона. Для частицы Oh-My-God это даёт энергию в 7,5⋅10¹⁴ эВ, что примерно в 50 раз больше энергии столкновения частиц в Большом адронном коллайдере.

С момента фиксации Oh-My-God-частицы было обнаружено множество аналогичных событий, подтверждающих достоверность существования частиц сверхвысоких энергий, по данным на 2014 год было зарегистрировано как минимум 72 частицы с энергией более 5,7⋅10¹⁹ эВ^[6]

Подобные частицы с очень высокой энергией весьма редки. Обычно энергия частиц космических лучей находится в диапазоне от 10 МэВ до 10 ГэВ. Более новые исследования с помощью обсерватории Telescope Array позволили предположить, что источник этих частиц находится в 20-градусной зоне в направлении созвездия Большой Медведицы^[7][2].

• Космические лучи
• Предел Грайзена — Зацепина — Кузьмина
• Частица Аматэрасу