📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

في الليل فوق التايغا السيبيرية، يظهر أحيانًا وميض ضوء أزرق خافت. ليس هذا هو الشفق القطبي، بل زخة كونية: جسيم واحد من الفضاء البعيد يصطدم بالغلاف الجوي ويتفتت إلى ملايين الجسيمات الثانوية. تتجه هذه الجسيمات إلى الأرض في جبهة عريضة، مثل موجة من حجر أُلقي في الماء، وتجعل الهواء يتوهج.

رصدت منشأتا «تونكا-133» وTAIGA-HiSCORE هذه الوميضات لمدة سبع سنوات. التُقط الضوء بواسطة عشرات الحساسات المنتشرة في التايغا على مساحة عدة كيلومترات مربعة. ومن خلال مدى رؤية الضوء بعيدًا عن محور الزخة، يمكن تحديد طاقة الجسيم الأصلي. المعامل الجديد Q100 هو سطوع الضوء على مسافة مئة متر بالضبط من المركز. وتبين أنه من خلاله تُستعاد الطاقة بدقة أكبر من الطرق السابقة.

أظهرت القياسات: كلما زادت الطاقة، زاد متوسط ثقل الجسيمات. في المدى من 200 تريليون إلى 20 كوادريليون إلكترون فولت، يتغير التركيب من بروتونات خفيفة إلى نوى حديد. الأمر أشبه بتيار سيارات يزداد فيه ظهور الشاحنات كلما زادت السرعة. هذا النمط يساعد في فهم أين وكيف تسرّع المسرعات الكونية الجسيمات إلى هذه الطاقات.

الآن يستطيع الفيزيائيون مقارنة نتائج المنشآت المختلفة بدقة أكبر. وبالتالي — حساب أكثر موثوقية لما هي «القذائف» التي تصل إلينا من أعماق الفضاء.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2208.01689

The corrected dependence of the mean depth of the EAS maximum $$X_{max}$$ on the energy was obtained from the data of the Tunka-133 array for 7 years and the TAIGA-HiSCORE array for 2 years. The parameter $$\langle\ln A\rangle$$, characterizing the mean mass compositon was derived from these results. The differential energy spectrum of primary cosmic rays in the energy range of $$2\cdot 10^{14}$$ - $$2\cdot 10^{16}$$\,eV was reconstructed using the new parameter $$Q_{100}$$ the Cherenkov light flux at the core distance 100 m.}