Wie wurde das Oh-My-God-Teilchen beobachtet?

Wie genau wurde das Oh-My-God-Teilchen (ultrahochenergetische kosmische Strahlung) beobachtet und seine Energie gemessen?

Wären Sie dem Link in Ihrem Link gefolgt, würden Sie ein detailliertes "Wie" erhalten: en.wikipedia.org/wiki/…
Wow, das war ein hartes Papier zu finden. arxiv.org/pdf/astro-ph/9410067v1.pdf Ich war anfangs äußerst skeptisch und hielt es für einen Scherz, weil der Wikipedia-Artikel „J. Walker (4. Januar 1994)“ zitiert. „The Oh-My-God Particle "", von Fourmilab (äh...), der seinerseits "Star Trek: The Next Generation Technical Manual" zitierte... mir kam das alles ziemlich faul vor.

Antworten (2)

Das OMG-Partikel wurde vom Fly's Eye-Experiment auf dem Dugway Proving Ground in Utah beobachtet. Das Fly's Eye-Experiment war das erste Experiment, bei dem die von Dr. Alan Bunner (Cosmic Ray Detection by Atmospheric Fluorescence, Ph. D. Thesis, Cornell University, 1967) entwickelte Luftfluoreszenztechnik erfolgreich eingesetzt wurde.

Die Luftfluoreszenztechnik beobachtet Licht, das isotrop von Stickstoffmolekülen in der Atmosphäre emittiert wird. Die Stickstoffmoleküle werden durch den Durchgang geladener Teilchen in dem ausgedehnten Luftschauer angeregt, der ausgelöst wird, wenn das Teilchen der kosmischen Strahlung mit einem Kern in der oberen Atmosphäre kollidiert. Dieses Licht ist keine Cherenkov-Strahlung.

Mit einfachen Argumenten kann gezeigt werden, dass die Gesamtlichtmenge, die am Höhepunkt des ausgedehnten Luftschauers emittiert wird, proportional zur Energie des primären Teilchens der kosmischen Strahlung ist. Die Messung dieses Lichts wird verwendet, um eine kalorimetrische Bestimmung der Energie des Primärteilchens bereitzustellen. Dies ist eine der Stärken der Luftfluoreszenztechnik. Im Gegensatz zu Ground-Array-Messungen ist die Luftfluoreszenzmessung nicht von detaillierten physikalischen Modellen oder Simulationen abhängig.

Dies ist einer der Gründe, warum das Pierre-Auger-Experiment und sein Gegenstück auf der Nordhalbkugel, das Telescope Array Project, beide auf Luftfluoreszenz-Teleskope angewiesen sind, um die Messungen ihrer Boden-Array-Detektoren zu kalibrieren und abzugleichen.

Darüber hinaus beobachtet die Luftfluoreszenz die großflächige Luftschauerentwicklung in der Atmosphäre. Die bodengestützten Detektoren können den Teilchenschauer nur an wenigen diskreten Punkten auf der Erdoberfläche abtasten.

Der Hauptnachteil der Luftfluoreszenztechnik besteht darin, dass sie nur in mondlosen Nächten mit guten atmosphärischen Bedingungen verwendet werden kann, während Bodenarrays 24 Stunden und 7 Tage die Woche in Betrieb sind.

Ich sollte erwähnen, dass ich Autor des OMG-Partikelpapiers bin.

Ultrahochenergetische kosmische Strahlen erzeugen enorme Kaskaden geladener Teilchen, wenn sie in der Atmosphäre interagieren und erneut interagieren und erneut interagieren. Dies erzeugt viel Cerenkov-Strahlung und Stickstofffluoreszenz in der Atmosphäre, und viele der geladenen Teilchen erreichen den Boden in einem Kegel, der kilometerweit sein kann.

Sie bauen also eine Reihe von Bodenstationen (normalerweise Wassertanks mit einem oder zwei Metern Durchmesser, die mit PMTs instrumentiert sind) zum Nachweis ionisierender Strahlung und eine Reihe von Fluoreszenzteleskopen, die auf den Himmel über der Reihe gerichtet sind. Das erste Beispiel einer solchen Einrichtung ist das Pierre-Auger-Observatorium

Dann wartet man auf einen kolossalen Zufall.

Es erfordert auch viel sorgfältige Arbeit und eine Monte-Carlo-Simulation, um die Energieschätzung anhand der Ergebnisse abzustimmen.

Doch wie rückverfolgbar sind diese Jets, insbesondere wenn ein Großteil der erzeugten Teilchen keinen Detektor erreicht? (Und wofür steht PMT?)
PMT = Photo-Multiplier Tube (ein sehr empfindlicher Lichtdetektor). Das Bodenarray tastet nur das Ereignis ab, aber bei diesen großen Ereignissen ist die Abtastung statistisch (es gibt viele Hunderte oder Tausende von Oberflächentreffern), sodass Sie wissen, welchen Bruchteil der Gesamtmenge Sie gemessen haben (zumindest wenn das gesamte Ereignis innerhalb des Instruments landet Boden). In ähnlicher Weise sehen die Teleskope nur einen kleinen Bruchteil des gesamten Lichts, aber Sie wissen etwas über die Geometrie, sodass Sie ziemlich gut abschätzen können, wie viel es war.
Und man simuliert viel und vergleicht mit den Ergebnissen vieler anderer Experimente. Vor allem für die viel häufigeren Veranstaltungen in der 10 12 -- 10 16  eV Bereich (was ziemlich gut verstanden wird). Das gibt Ihnen ein gewisses Vertrauen in Ihre Werkzeuge, wenn es darum geht, die wahre Energie der Großen abzuschätzen.
Wie wurde das Oh-My-God-Teilchen beobachtet?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v