Одна из нерешенных задач астрофизики - природа космических лучей сверхвысокой энергии. Космические лучи - это элементарные частицы (иногда ядра), попадающие на Землю из космоса. Они имеют некое распределение по энергии, что и неудивительно: ведь такие частицы могут появляться в совершенно разных астрофизических явлениях. Однако высокоэнергетическая часть спектра космических лучей вызывает определенное беспокойство у астрофизиков. Дело в том, что элементарные частицы очень высокой энергии (выше, чем 5.10^19 эВ), распространяясь в межгалактической среде, должны очень эффективно взаимодействовать с микроволновым космическим излучением (то самое излучение с температурой 4 К, которое пронизывает всю Вселенную). Другими словами, для столь энергетичных частиц Вселенная должна быть непрозрачной, мутной средой. То есть, таких частиц наблюдаться не должно! Это ограничение известно в астрофизике как граница Грайзена-Зацепина-Кузьмина (ГЗК).
Однако они наблюдаются! Как такое может быть? Выход только один: источник этих частиц находится не так далеко от нас, где-то в нашем скоплении галактик, но никак не на космологических расстояниях. Однако наше скопление галактик более-менее изучено и... не очень ясно, где прячется этот источник.
В свежей работе [Z.Fodor and S.D.Katz, Phys.Rev.Lett. 86, 3224 (2001)] утверждается, что энергетический спектр космических лучей выше границы ГЗК не противоречит предположению о том, что источник этих лучей - сверхмассивные метастабильные элементарные частицы, блуждающие по Вселенной и иногда забредающие в нашу галактику или скопление галактик.
В принципе, идея эта не нова и насчитывает, по крайней мере, 10 лет. Однако в более ранних работах не указывалось явно, что это могут быть за частицы. В этой же работе делается довольно смелое утверждение, что это - частицы, непосредственно участвующие в Великом Объединении: гипотезе, заключающейся в том, что на энергетическом масштабе порядка 10^15 ГэВ происходит слияние сильного и электрослабого взаимодействия в одно. Насколько я понял, единственный аргумент в пользу такого вывода: масса сверхтяжелой частицы, дающая самое лучшее описание спектра, находится как раз в этом районе энергий.
И.П.Иванов
Печатается с сокращениями по http://www.pereplet.ru/cgi/nauka.cgi