Oh-My-God-Teilchen

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Als Oh-My-God-Teilchen (englisch Oh-My-God particle) wird ein hochenergetisches Teilchen der kosmischen Strahlung (wahrscheinlich ein Proton) bezeichnet, das am 15. Oktober 1991 über Utah beobachtet wurde. Es hatte eine Energie von 320±93 EeV = 3,2±0,93 · 1020 eV ≈ 51,27 J.[1] Zum Vergleich: Normale Teilchen der kosmischen Strahlung besitzen Energien zwischen 10 MeV und 10 GeV. Allerdings steht nur ein kleiner Teil der Energie für Wechselwirkungen mit Teilchen der Erdatmosphäre zur Verfügung, da der Großteil als kinetische Energie der Wechselwirkungsprodukte übernommen wird. Eine Transformation vom Laborsystem zum Schwerpunktssystem ergibt eine Kollisionsenergie von etwa 1015 eV. Dies entspricht etwa dem Hundertfachen der Energie, die bei Proton-Proton-Kollisionen am LHC erreicht wird (13 · 1012 eV).

Der genutzte Detektor war Fly's Eye II der University of Utah, der bei 40° N, 113° W steht. Dieser Detektor, aufgebaut wie ein Fliegenauge, sucht am Nachthimmel in mondlosen Nächten die blauen Stickstofffluoreszenzblitze, die von Teilchen der kosmischen Strahlung verursacht werden, wenn sie auf Stickstoff-Moleküle treffen.[2]

Nach dieser wurden noch etwa 15 andere, ähnliche Beobachtungen solch hochenergetischer Teilchen mit Hilfe dieses Detektors gemacht.

Geschwindigkeit und relativistische Effekte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das Oh-My-God-Teilchen hatte eine Geschwindigkeit von 0,9999999999999999999999951 c. Dieses Teilchen wäre somit nur etwa 1,5 fm/s langsamer als ein Photon. Würden das Proton und ein Photon ein Lichtjahr (9,5 ·1012 km) weit reisen, so hätte das Photon danach nur einen Vorsprung von 46 Nanometern.

Durch diese enorm hohe Geschwindigkeit würde für einen Beobachter, der auf dem Proton säße, die Zeit deutlich langsamer vergehen. Würde das Proton beispielsweise nach Alpha Centauri reisen, der 4,36 Lichtjahre entfernt ist, würde diese Reise für ihn nur 0,43 ms dauern, für einen außenstehenden Beobachter aber immer noch ungefähr 4,36 Jahre.[1]

Herkunft[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Da so schnelle Teilchen wie das hier behandelte aufgrund ihrer Wechselwirkung mit Strahlung (insbesondere dem kosmischen Mikrowellenhintergrund) nicht unendlich weit durch den Raum reisen können, sondern maximal 50 Mpc, ist die Herkunftsregion begrenzt. Kandidaten für die Erzeugung so energiereicher Teilchen sind Radiogalaxien, Seyfertgalaxien und Quasare, doch solche Objekte sind allesamt viel weiter entfernt als 50 Mpc.

Das Herkunftsgebiet liegt bei Rektaszension α = 5h 40m 48s ± 0h 2m, Deklination δ =48° ± 6°.[3]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b Artikel auf fourmilab.ch
  2. Veröffentlichung zu Fly's Eye (PDF; 30 kB)
  3. In Search for a Source for the 320 EeV Fly's Eye Cosmic Ray