Исследование, поддержанное Российским научным фондом (РНФ), пролило свет на одну из самых интригующих загадок физики высоких энергий. Космические лучи — потоки элементарных частиц колоссальной энергии — при столкновении с атмосферой Земли создают каскад вторичных частиц, образуя широкие атмосферные ливни. Эти процессы, регистрируемые детекторами на поверхности, помогают изучать фундаментальные законы мироздания. Однако экспериментальные данные годами не совпадали с теоретическими предсказаниями: число мюонов — заряженных частиц в ливнях — оказалось значительно выше расчетных значений.
Суть «мюонной загадки»
Частицы, достигшие Земли, несут информацию о всех этапах взаимодействия космических лучей с атмосферой. Но расхождение между наблюдениями и моделями поставило ученых в тупик. Команда из Института ядерных исследований РАН и МГУ имени М.В. Ломоносова выдвинула новаторскую гипотезу: традиционные методы оценки энергии первичных частиц через подсчет электронов могут быть неточными. Занижение энергии ведет к несоответствию в количестве мюонов, что и фиксируют эксперименты.
Революционная гипотеза
Андрей Шарофеев, аспирант МГУ и стажер-исследователь ИЯИ РАН, объясняет: «На высоких энергиях физика космических лучей может отклоняться от предсказаний СТО. Стандартные соотношения энергии и импульса перестают работать, что искажает расчеты. Мы предложили модифицированный подход, учитывающий эти нюансы».
Проверка модели
Ученые создали математическую модель атмосферных ливней с обновленными параметрами. Результаты поразили: после корректировки соотношения энергии и импульса смоделированные данные по мюонам практически совпали с экспериментальными. Это важный шаг к решению проблемы, десятилетиями волновавшей научное сообщество.
Перспективы исследования
Николай Мартыненко, участник проекта от ИЯИ РАН, подчеркивает: «Наш сценарий допускает экспериментальную проверку. Сравнение спектров мюонов с обновленными моделями либо подтвердит гипотезу, либо откроет путь новым открытиям». Работа продолжается при поддержке РНФ, объединяя усилия теоретиков и экспериментаторов в поиске истины.
Источник: naked-science.ru
