Объяснена загадка избытка мюонов на Земле

Ученые из Восточно-Китайского педагогического университета нашли объяснение загадке избытка мюонов на поверхности Земли. Они предполагают, что это связано с процессом глюонной конденсации при столкновении космических лучей с атмосферой планеты. Результаты исследования были опубликованы в The Astrophysical Journal, передает Day.Az со ссылкой на Lenta.ru.

Избыток мюонов возникает в результате каскадных процессов, когда высокоэнергетические космические лучи сталкиваются с ядрами атомов в атмосфере. Эти столкновения вызывают образование частиц, таких как пионы и каоны, которые распадаются на мюоны. Ученые считают, что в условиях глюонной конденсации процесс генерации этих частиц усиливается, что приводит к увеличению числа мюонов, достигающих поверхности Земли.

В ходе исследования использовалась модель, основанная на квантовой хромодинамике (КХД), которая описывает взаимодействия глюонов и кварков. Ученые анализировали начальные столкновения космических лучей с атомными ядрами в атмосфере, изучая механизмы образования кварк-глюонной плазмы и глюонных конденсатов. Были проведены расчеты, учитывающие энергию столкновений и процессы в системе взаимодействующих адронов.

Результаты показали, что в условиях глюонной конденсации образование странных кварков и антикварков возрастает в 2-10 раз по сравнению с условиями кварк-глюонной плазмы. Это увеличение связано с усилением генерации пионов и каонов, из которых в дальнейшем образуются мюоны. Таким образом, глюонная конденсация оказывает прямое влияние на количество мюонов в атмосферных ливнях.

Для возникновения глюонной конденсации требуется чрезвычайно высокая энергия столкновений. Эти процессы могут происходить при столкновениях частиц космических лучей с энергиями, значительно превышающими возможности современных ускорителей частиц. Это объясняет, почему избыток мюонов наблюдается именно при высокоэнергетических космических событиях.