Наблюдение лучей высоких энергий открывает загадки природы.

Аргентинская обсерватория Пьера Оже (Pierre Auger Observatory) нацелена на их изучение и стремится использовать их как источник информации о Вселенной. Так, с 9 по 11 ноября 2005 года ученые обсерватории представили первые результаты исследований.

Чтобы зарегистрировать столь редкие явления, как пролет данных частиц, в обсерватории был сконструирован массив из 1600 детекторов, занимающих территорию более 3000 кв. километров. Каждый «черенковский» детектор содержит 3000 галлонов воды и фиксирует свечение, возникающее при прохождении частицы. Массив окружают 24 телескопа, которые в безлунные ночи регистрируют ультрафиолетовую флуоресценцию, возникающую при прохождении частиц сквозь атмосферу.

«Такие лучи высоких энергий являются посланниками Вселенной», - говорит нобелевский лауреат Джим Кронин, Чикагский университет (University of Chicago), который основал данный эксперимент совместно с Аланом Ватсоном (Alan Watson) из Университета Лидса (University of Leeds). По их мнению, это большая возможность для открытий. Ватсон добавляет по этому поводу: «Как природа создала такие условия, где частицы ускоряются до столь огромных энергий? Если мы отследим их происхождение, это даст ответ».

Обсерватория набирает данные с того момента, когда были собраны только первые элементы массива. Полученные результаты включают в себя спектр лучей при самых высоких энергиях и результаты по анизотропии и поиску источников излучения.

Основные моменты полученных результатов:

• Был получен спектр космических лучей (количество частиц как функция их энергии). По мере увеличения энергии, количество частиц с такой энергией падает.
• Как правило, космические лучи – это заряженные частицы. Лучи с низкой энергий подвержены сильному влиянию магнитных полей галактик, что значительно искривляет их траектории. Лучи с более высокой энергией распространяются более прямолинейно. Если в наблюдениях будет приходить больше частиц с одного направления, чем с другого (анизотропия), то тогда можно будет начать поиска их источника.
• Также ученые хотят узнать состав так называемых «начальных частиц» (частиц, которые исходно сталкиваются с атмосферой Земли и вызывают в итоге каскад других частиц (ливень)). Являются ли они протонами, атомными ядрами или фотонами? Исследователи установили, что доля фотонов среди таких частиц не может превышать определенного числа, что в итоге повлияет на отбор теорий относительно происхождения космических лучей.

Эти экзотические теории рассматривают различные гипотетические объекты, оставшиеся после Большого взрыва – «космические струны», «стены областей» и «монополи». Если такие объекты существуют, а потом коллапсируют, то выделяется огромное количество энергии, которое и ускоряет частицы. В таком случае, часть космических лучей должна быть фотонами. Однако пока данных недостаточно, чтобы опровергнуть или доказать любую из теорий. Поэтому в обсерватории будут набирать новые данные, чтобы сужать круг поисков.