Un equipo internacional de físicos ha desarrollado un enfoque pionero para usar los rayos cósmicos de ultra alta energía UHECR, las partículas de mayor energía en la naturaleza desde el Big Bang, para estudiar las interacciones de partículas más allá del alcance de los aceleradores artificiales.trabajo, descrito en la revista Cartas de revisión física , utiliza mediciones UHECR por el Observatorio Pierre Auger PAO en Argentina, que ha estado registrando datos UHECR durante aproximadamente una década.
El estudio también puede apuntar a la aparición de algún fenómeno físico nuevo, aún no entendido, en un orden de magnitud de energía más alta que se puede acceder con el Gran Colisionador de Hadrones LHC, donde se descubrió la partícula de Higgs.
El origen de los UHECR sigue siendo un misterio, a pesar de décadas de trabajo dirigido a descubrir sus fuentes. Sin embargo, incluso antes de que se identifiquen las fuentes de los UHECR, las lluvias de partículas que crean en la atmósfera de la Tierra se pueden usar para explorar la física fundamental.
Los rayos cósmicos son núcleos atómicos. Cuando chocan con partículas de aire, se crean cientos de partículas adicionales, que luego interactúan para producir una cascada de partículas en la atmósfera. Los telescopios PAO miden cómo se desarrolla la ducha a medida que viaja a través de la atmósfera, y los detectores de superficie PAO miden el contenido de partículas de la ducha en el suelo. La dificultad de usar duchas de aire UHECR para estudiar la física de partículas, hasta ahora, surgió de la incertidumbre en la energía de un rayo individual y no saber exactamente qué núcleo es.
El profesor de física de la Universidad de Nueva York, Glennys Farrar y Jeff Allen, su estudiante graduado e investigador postdoctoral en el momento del estudio, eludieron esto al usar la atmósfera de forma similar a la forma en que se emplea un detector de partículas en experimentos de laboratorio.En el estudio, compararon los datos de PAO para 441 duchas UHECR, con duchas simuladas por computadora basadas en modelos de física de partículas derivados de experimentos con energías de acelerador.
"Los modelos de física de partículas de vanguardia subestiman seriamente un componente clave de estas duchas UHECR", explica Farrar. "Esto puede apuntar a la aparición de procesos físicos no anticipados a una energía más alta que el LHC. Estudios futuros y planificadosactualizaciones al PAO, deberían revelar qué produce la señal adicional, proporcionando una ventana a la física de partículas mucho más allá del alcance de los aceleradores ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Nueva York . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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