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銀河系外から地球まで届く宇宙線のエネルギー限界
宇宙には目に見える光の他に、赤外線・紫外線・電波そしてビッグバンの名残りの３K背景放射などが満ちています。
銀河系の外から、長い距離と時間をかけて地球までやって来る宇宙線は、
途中でこれらの光と反応してエネルギーを失ってしまい、地球にはより低いエネルギーの宇宙線しか来ないはずです。
しかし既に書いたようにAGASAでは理論の予想を超える数の超高エネルギー宇宙線が観測されています。
理論予想が観測結果と違った原因としてつぎのようなものが考えられます。
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- 宇宙背景放射の密度の観測が間違っていた。
- 宇宙線と光が反応する確率の計算を間違えた。
- 特殊相対性理論のローレンツ不変性が超高エネルギー領域で破れている。
- １．５億光年以内に未知の超高エネルギー宇宙線の発生源が存在する。
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いずれにしても、超高エネルギー宇宙線の存在は今までのわれわれの知識では説明することがとても困難で、
だからこそ詳しい研究を行なうことで新しい物理学の知識への足掛かりになると考えています。
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衝突銀河
超高エネルギー宇宙線を発生する天体候補
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超重粒子・宇宙ひもが崩壊してできた粒子が、
超高エネルギー宇宙線になっている可能性もある。
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超高エネルギー宇宙線のみなもと
1020電子ボルトを超えるエネルギーの宇宙線を発生できる候補として、
活動銀河核・ガンマ線バースト・衝突銀河などのそれ自身非常に高いエネルギーをもち非常に巨大な天体、
そしてビッグバン初期に作られた超重粒子・宇宙ひもなどの崩壊が挙げられます。
もし天体が起源であれば、超高エネルギー宇宙線の到来方向には電波やガンマ線でも明るく輝く天体があるはずです。
しかしAGASAで見つかった超高エネルギー宇宙線の到来方向にはそれらしい天体は見つかっていませんし、
また超重粒子や宇宙ひもは存在すら未発見です。
われわれのTA計画は 、
AGASAの１２倍の測定感度を持つ観測装置を使って非常に精度の高いデータを集めることができます。
そして、得られたデータをつかってこれらの超高エネルギー宇宙線にまつわる様々な謎を解明することを目標としています。
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解明される物理