Космические лучи в пузырях: почему тяжёлые ядра неожиданно растут с энергией ✛ ✎ ✦

Воздушный шар ATIC поднялся над Антарктидой и поймал частицы, которые старше самой Земли. Среди них — ядра атомов от серы до хрома, и чем выше их энергия, тем больше их доля по сравнению с железом. Стандартная модель «дырявого ящика» предсказывала обратное: тяжёлые ядра должны были растворяться, как соль в воде. Но данные упрямо росли.

Авторы вернулись к забытой идее 1977 года: галактика не «дырявый ящик», а закрытая комната с пузырями. Внутри каждого пузыря — источники, как лампы в мыльных пузырях. Солнце сидит в одном из них, и мы видим не только свет своей лампы, но и отсветы чужих, просочившиеся сквозь стенки. Модель с долей объёмного потока 20% воспроизвела подъём: сначала отношение падает, как и положено, а потом растёт — это вступает в игру свет из других пузырей.

Модель предсказывает универсальное упрочнение спектров первичных ядер при 200–300 ГэВ/нуклон — и это согласуется с наблюдениями. Но есть цена: источники должны быть мягкими, с индексом спектра 2.55 для протонов и 2.45 для кислорода. Это как если бы лампы в пузырях были тусклыми, но их много.

Оценка коэффициента диффузии в локальном пузыре получилась на 2–3 порядка ниже общепринятой — частицы словно вязнут в сиропе, а не свободно выходят. Возможно, стенки пузыря отражают их обратно, как зеркала.

Пока это чистое знание: практических применений не видно. Но модель даёт новый инструмент для интерпретации будущих данных с AMS-02 и CALET. Если она верна, мы буквально живём внутри «котла», где варятся космические лучи.