Прибор на МКС поймал электроны высоких энергий

Ученые впервые напрямую зарегистрировали в космосе электроны с энергией порядка 1 ТэВ. Работа стала возможна благодаря установленному на борту МКС прибору для изучения космических лучей CALET (CALorimetric Electron Telescope — калориметрический электронный телескоп). Статья с результатами опубликована в журнале Physical Review Letters.

Космические лучи — это потоки частиц, движущиеся с околосветовыми скоростями в космическом пространстве. Их энергия может достигать экстремально высоких значений, в миллионы раз больше тех, которых физики достигают на установках вроде Большого адронного коллайдера. На 90% космические лучи состоят из протонов, около 9% — это ядра гелия, а остальное приходится на более тяжелые ядра и электроны.

«Электроны высоких энергий сложно зарегистрировать, однако они важны, так как из них потенциально можно получить информацию о ближайших астрофизических источниках излучения высоких энергий, таких как пульсары или аннигилирующая темная материя», — говорит соавтор работы Майк Черри, профессор физики и астрономии в Массачусетском технологическом институте.

Источники и механизм ускорения космических лучей точно не известны, известно лишь, что электроны — одна из важнейших их составляющих. Изучать их сложно, поскольку для этого необходимо высокоточное оборудование, способное регистрировать редкие отдельные события и определять энергию частиц, а также отделять в 1000 раз превышающие сигнал шумы протонной составляющей космических лучей. Собранные на сегодня данные о распределении электронов по энергиям можно описать степенной функцией с показателем −3.152±0.016. Наблюдаются особенности спектра на энергиях выше 100 ГэВ, но собранной статистики для детального изучения пока не хватает. Предельная зарегистрированная энергия составила 3 ТэВ. К концу запланированного пятилетнего срока CALET должен накопить в шесть раз больше данных, что позволит делать более конкретные выводы.