科学从宇宙中最强大粒子的能量谱中发现了新的宇宙秘密 |

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【科学从宇宙中最强大粒子的能量谱中发现了新的宇宙秘密】
特拉华大学的研究人员参与了研究宇宙射线的合作。除了装满水的切伦科夫探测器外，阿根廷的皮埃尔·奥杰天文台还有第二种宇宙射线捕捉器——荧光探测器。宇宙射线空气簇射中的带电粒子与大气中的氮相互作用，使其通过一种叫做荧光的过程发射出紫外光，这种过程人眼是看不见的。
比原子还小的粒子几乎以光速在宇宙中穿梭，它们从宇宙的某个地方被放射到太空中。皮埃尔·奥杰天文台的科学合作，包括来自特拉华大学的研究人员，以前所未有的精度测量了这些粒子中最强大的粒子——超高能量宇宙射线。在此过程中，他们发现了能量光谱中的一个“纽结” ，这个“纽结”使人们对这些亚原子空间旅行者的可能来源有了更多的了解。
该团队的发现是基于对215030次宇宙射线事件的分析，这些宇宙射线事件的能量超过2.5万亿电子伏特，这些数据是由阿根廷的皮埃尔·奥杰天文台在过去十年中记录的。它是世界上研究宇宙射线的最大的天文台。
新的光谱特征是宇宙射线能谱中一个大约13万亿电子伏特的扭结，它代表的不仅仅是在图表上绘制的点。这使人类更接近解决自然界中最高能粒子的奥秘。

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在这张照片中，美国国立大学的弗兰克·施罗德教授与同事们正在为皮埃尔·奥杰天文台的一个宇宙射线探测器安装无线电天线，该观测站位于阿根廷的马尔格附近。
“自从100年前宇宙射线被发现以来，一个长期存在的问题一直是，是什么加速了这些粒子的呢？”施罗德说。皮埃尔·奥杰合作的测量提供了重要的线索，根据之前的工作，我们知道这种加速器并不在我们的星系中。通过这次最新的分析，我们可以进一步证实我们早期的想法，即超高能宇宙射线不仅仅是氢的质子，而且是来自重元素的原子核的混合物，这种成分会随着能量的变化而变化。
施罗德和俄勒冈大学博士后研究员艾伦·科尔曼多年来一直是皮埃尔·奥杰合作小组的成员，他们对数据分析做出了贡献。特拉华大学于2018年正式作为机构成员加入该合作项目。该天文台由来自17个国家的400多名科学家组成，占地1200平方英里，相当于美国罗德岛的面积。

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阿根廷附近的天文台的一组宇宙射线探测器站。特拉华大学是国际合作组织的成员之一，该组织包括来自17个国家的400多名科学家。
该天文台拥有1600多个被称为水切伦科夫观测站的探测器，分布在草原的高原上，由27个荧光望远镜俯瞰。总的来说，这些仪器可以测量一个超高能宇宙射线粒子在大气中释放的能量，并对其质量提供间接评估。所有这些数据——能量、质量和这些特殊粒子到达的方向——为我们提供了关于它们起源的重要线索。
此前，科学家们认为这些超高能量的宇宙射线粒子大部分是氢的质子，但最近的分析证实了这些粒子有一种核的混合物——有些比氧或氦重，比如硅和铁。
在宇宙射线能谱的曲线图上，您可以看到科学家称为“脚踝”的区域与图的起点（称为“脚趾”）之间的扭结。

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这些检测站分布在1200平方英里的阿马里拉草原上
“我们没有专门的名称， ”科尔曼说，他是一个20人团队的成员，编写计算机代码，并进行大量数据分析所需的数字运算。