Investigadores del Gran Observatorio de Duchas de Aire a Gran Altitud (LHAASO) han medido con precisión el espectro de energía de todas las partículas de rayos cósmicos y la masa logarítmica media en el rango de 0,3 a 30 petaelectronvoltios (PeV). También han descubierto una característica de "codo" en el espectro de masas logarítmico medio de los rayos cósmicos.
El estudio fue publicado en línea en Physical Review Letters el 26 de marzo. Fue completado por la colaboración internacional LHAASO liderada por el Instituto de Física de Altas Energías (IHEP) de la Academia China de Ciencias.
Los investigadores utilizaron datos experimentales del LHAASO-KM2A desde septiembre de 2021 hasta diciembre de 2022 para medir el espectro de energía de todas las partículas de los rayos cósmicos y la masa logarítmica media en la región de la "rodilla" con una precisión sin precedentes. No sólo atribuyeron la rodilla a los componentes ligeros de los rayos cósmicos, es decir, protones y helio, sino que también hicieron un descubrimiento innovador de una característica similar a un codo (una inversión del espectro de la rodilla) en la masa logarítmica media por primera vez.
Los hallazgos del LHAASO arrojan nueva luz sobre el origen de la rodilla, que ha dejado perplejos a los científicos durante casi 70 años desde su descubrimiento inicial. Los revisores describieron estos hallazgos como un "hito importante en el campo".
Los investigadores han utilizado plenamente las importantes ventajas de los detectores de muones de gran altitud y gran superficie del experimento LHAASO para lograr mediciones de energía calorimétricas que reducen significativamente la dependencia de la medición de energía de la composición de los rayos cósmicos y los modelos de interacción hadrónica en experimentos terrestres. Esta técnica única ha desempeñado un papel crucial a la hora de garantizar la precisión y fiabilidad de los hallazgos.
LHAASO consiste en una infraestructura científica y tecnológica ubicada en la montaña Haizi en el condado de Daocheng, provincia de Sichuan, China, a una altitud de 4.410 metros. Incluye el Square Kilometer Ground-based Array (KM2A), que comprende 5.216 detectores de partículas electromagnéticas y 1.188 detectores de muones; los 78.000 m 2 Conjunto de detectores de agua Cherenkov (WCDA); y el conjunto de telescopios Cherenkov de campo amplio de visión de 18 (WFCTA).
Se completó en julio de 2021 y luego se puso en funcionamiento estable, lo que lo convierte en un dispositivo de detección líder a nivel internacional con alta sensibilidad, potentes capacidades de estudio del cielo y un amplio rango de energía.
Más información: Zhen Cao et al, Mediciones del espectro de energía de todas las partículas y masa logarítmica media de rayos cósmicos de 0,3 a 30 PeV con LHAASO-KM2A, Cartas de revisión física (2024). DOI:10.1103/PhysRevLett.132.131002
Información de la revista: Cartas de revisión física
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
