Отсечка космического излучения при НИЗКИХ энергиях?

Энергетический спектр космического излучения (не CMB) ограничен в обе стороны.

Я знаю про ГЗК-отсечку при высоких энергиях. В основном вероятность взаимодействия для фотонов с энергиями выше 10^20 эВ становится настолько высокой, что все взаимодействуют прежде, чем достигают нас.

Но почему существует предел при более низких энергиях? Магнитное поле Земли и/или атмосфера, радиационный пояс? Возможно, кто-то сможет мне это объяснить.

Откуда у вас здесь было отключение по низкому энергопотреблению? Технически нет. Стабильные частицы (альфа, протоны, нейтрино и т. д.) могут иметь сколь угодно низкие энергии. Конечно, наступает момент, когда либо; мы склонны не называть их космическими лучами (большинство из них, например, солнечный ветер), или когда технология детектора не позволяет нам их увидеть. Однако на самом деле они не являются «отсечением» в традиционном смысле этого слова.
В разговоре в качестве примечания упоминался нижний предел около 1 ГэВ.
Частицы с энергией менее 1 ГэВ обычно не считаются релятивистскими, и поэтому, когда они бомбардируют нашу атмосферу из космоса, их обычно не называют космическими лучами. Более того, частицы с энергией менее ГэВ очень быстро термализуются в нашей атмосфере (т. е. проявляют броуновское движение) и, следовательно, не сохраняют никакой информации о том, откуда они пришли.

Ответы (3)

Я не совсем уверен, о каком низкоэнергетическом отсечке вы говорите; тем не менее, для фотонов существует низкоэнергетическое отсечение, о котором я знаю. Фотоны с энергиями порядка ЧАС 0 10 33 эВ были бы модами сверхгоризонта. То есть их длины волн были бы порядка хаббловского радиуса, ЧАС 0 1 "=" 14,6   г л у . Больше, чем это, означало бы, что пики фотона по существу акаузальны, поскольку они оказались бы за пределами текущего сопутствующего горизонта любого другого пика. Таким образом, мы также не могли измерить такие сигналы; поскольку мы не могли видеть полную волну или периодичность, это выглядело бы как предпочтительная ориентация электромагнитных полей на этих шкалах.

Но почему существует предел при более низких энергиях?

На космические лучи ниже ~ 10 ГэВ влияет солнечная активность, в частности выбросы корональной массы или корональные выбросы. Это крупномасштабные (т.е. они расширяются почти так же быстро, как и распространяются) магнитно усиленные облака ионизированного газа, называемого плазмой , которые выбрасываются из Солнца в результате процессов, включающих магнитное пересоединение .

Количество и мощность КВМ тесно связаны с солнечным циклом . Таким образом, существует антикорреляция между потоками космических лучей ниже ~10 ГэВ и числом солнечных пятен . Это называется уменьшением Форбуша . Более подробно это обсуждается в ответе на следующий вопрос: как 11-летний солнечный цикл изменяет поток космических лучей? .

Магнитное поле Земли и/или атмосфера, радиационный пояс?

Нет, понижение низкой энергии наблюдается космическими аппаратами (например, ACE ) за пределами магнитосферы Земли , т.е. вдали как от атмосферы, так и от радиационных поясов .

В разговоре в качестве примечания упоминался нижний предел около 1 ГэВ.

Снижение Форбуша, вероятно, имело в виду спикера.

Ваш вопрос охватывает ряд различных тем.

Процесс GZK относится к адронам, а не к фотонам. Кроме того, это не совсем какая-то жесткая отсечка. Длина свободного пробега порядка нескольких Мпк (что сравнимо с расстоянием между соседними галактиками), и даже тогда при каждом взаимодействии теряется лишь 20-50% энергии. Итак, частицы с Е > Е г Z К еще проедет довольно большое расстояние.

На нижнем уровне протоны могут двигаться сколь угодно медленно (мне кажется, что я двигаюсь довольно медленно), что поднимает вопрос об относительности. Скорость протона зависит только от некоторой системы отсчета, которой для эффекта ГЗК является реликтовое излучение.

Что касается других частиц с низкими энергиями, то в зависимости от конкретных условий могут наблюдаться некоторые низкоэнергетические эффекты, но не такие общие, как ГЗК против реликтового излучения. Смотрите здесь (википедия) .