Oh-My-God-Teilchen: Unterschied zwischen den Versionen

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Als '''Oh-My-God-Teilchen''' (englisch ''Oh-My-God particle'') wird ein hochenergetisches [[Kosmische Strahlung|Teilchen der kosmischen Strahlung]] (wahrscheinlich ein [[Proton]]) bezeichnet, das am 15. Oktober 1991 über dem US-Bundesstaat Utah beobachtet wurde. Es hatte eine Energie von 320±93&nbsp;EeV = 3,2±0,93&nbsp;·&nbsp;10<sup>20</sup>&nbsp;[[Elektronenvolt|eV]] ≈ 51,27 [[Joule|J]].<ref name="FourmilabMain">[http://www.fourmilab.ch/documents/OhMyGodParticle/ Artikel auf fourmilab.ch]</ref> Zum Vergleich: Normale Teilchen der kosmischen Strahlung besitzen Energien zwischen 10&nbsp;[[Elektronvolt|MeV]] und 10&nbsp;GeV.
Als '''Oh-My-God-Teilchen''' ([[Entlehnung|entlehnt]] aus dem [[Englische Sprache|englischen]] ''{{lang|en|Oh-My-God particle}}''; auch kurz '''OMG-Partikel''' oder '''OMG-Teilchen''' genannt<ref>[//www.heise.de/newsticker/meldung/Oh-My-God-Mysterioesen-Teilchen-aus-dem-All-auf-der-Spur-4110394.html Oh My God: Mysteriösen Teilchen aus dem All auf der Spur] – ''[[Heise online|Heise]]'', am 15. Juli 2018</ref>) wird ein hochenergetisches [[Kosmische Strahlung|Teilchen der kosmischen Strahlung]] (wahrscheinlich ein [[Proton]]) bezeichnet, das am 15. Oktober 1991 über dem US-Bundesstaat Utah beobachtet wurde. Es hatte eine Energie von 320±93&nbsp;EeV = 3,2±0,93&nbsp;·&nbsp;10<sup>20</sup>&nbsp;[[Elektronenvolt|eV]] ≈ 51,27 [[Joule|J]].<ref name="FourmilabMain">[//www.fourmilab.ch/documents/OhMyGodParticle/ The Oh-My-God Particle] (englisch) – ''fourmilab.ch'', am 4. Januar 1994</ref> Das entspricht der [[Kinetische Energie|kinetischen Energie]] eines [[Golfball]]s bei etwa 170 [[Kilometer pro Stunde|km/h]]. Zum Vergleich: Normale Teilchen der kosmischen Strahlung besitzen Energien zwischen 10&nbsp;[[Elektronvolt|MeV]] und 10&nbsp;GeV (10<sup>10</sup> bis 10<sup>13</sup>&nbsp;eV).
Der genutzte Detektor war ''Fly's Eye II'' der [[University of Utah]], der bei 40° N, 113° W steht. Dieser Detektor, aufgebaut wie ein Fliegenauge, sucht am Nachthimmel in mondlosen Nächten die blauen Stickstofffluoreszenzblitze, die von Teilchen der kosmischen Strahlung verursacht werden, wenn sie auf [[Stickstoff]]-Moleküle treffen.<ref>[http://www.cosmic-ray.org/papers/icrc932-34.pdf Veröffentlichung zu ''Fly's Eye''] (PDF; 30&nbsp;kB)</ref>
Der genutzte Detektor war ''Fly's Eye II'' der [[University of Utah]], der bei 40° N, 113° W steht. Dieser Detektor, aufgebaut wie ein Fliegenauge, sucht am [[Nachthimmel]] in mondlosen Nächten die blauen Stickstofffluoreszenzblitze, die von Teilchen der kosmischen Strahlung verursacht werden, wenn sie auf [[Stickstoff]]-Moleküle treffen.<ref>[http://www.cosmic-ray.org/papers/icrc932-34.pdf The Fly's Eye Extremely High Energy Cosmic Ray Spectrum] (englisch; [[Portable Document Format|PDF]], ≈&nbsp;30&nbsp;KB) – wohl am 11. Mai 2012 (erst)veröffentlicht oder (neu)hochgeladen <small>(siehe auch [http://www.cosmic-ray.org/papers/ zugehöriges Verzeichnis])</small>; 4 Seiten insgesamt (Seite 34 bis 37)</ref>


== Beschreibung ==
== Beschreibung ==
Allgemein steht bei Stößen der kosmischen Strahlung mit Teilchen der Erdatmosphäre nur ein kleiner Teil der Energie für Umwandlungen zur Verfügung, da der Großteil als kinetische Energie der Wechselwirkungsprodukte übernommen wird. Eine Transformation vom [[Laborsystem]] zum [[Schwerpunktssystem]] ergibt für das Oh-My-God-Teilchen eine [[Schwerpunktsenergie|Kollisionsenergie]] von immer noch etwa 10<sup>15</sup>&nbsp;eV, etwa dem Hundertfachen der Energie, die bei Proton-Proton-Kollisionen am [[Large Hadron Collider|LHC]] erreicht wird (13&nbsp;·&nbsp;10<sup>12</sup>&nbsp;eV).
Allgemein steht bei Zusammenstößen der kosmischen Strahlung mit Teilchen der [[Erdatmosphäre]] nur ein kleiner Teil der Energie für Umwandlungen zur Verfügung, da wegen der [[Impulserhaltung]] ihr größter Teil als kinetische Energie der Umwandlungsprodukte übernommen wird (siehe [[Schwerpunktsenergie]]). Eine Transformation vom [[Laborsystem]] zum [[Schwerpunktssystem]] ergibt für das Oh-My-God-Teilchen eine [[Schwerpunktsenergie|Kollisionsenergie]] von immer noch etwa 10<sup>15</sup>&nbsp;eV, etwa dem Hundertfachen der Energie, die bei Proton-Proton-Kollisionen am [[Large Hadron Collider|LHC]] erreicht wird (13&nbsp;·&nbsp;10<sup>12</sup>&nbsp;eV).


Nach dieser wurden noch etwa 15 andere, ähnliche Beobachtungen solch hochenergetischer Teilchen mit Hilfe dieses Detektors gemacht.
Nach dieser wurden noch etwa 15 andere, ähnliche Beobachtungen solch hochenergetischer Teilchen mit Hilfe dieses Detektors gemacht.
== Geschwindigkeit und relativistische Effekte ==
Zum Zeitpunkt seiner Beobachtung bewegte sich das ''Oh-My-God-Teilchen'' mit 99,99999999999999999999951 %&nbsp;der [[Lichtgeschwindigkeit]] (c). Dieses Teilchen wäre somit nur etwa 1,5&nbsp;[[Femtometer|fm]]/s (1,5 * 10 <sup>−15</sup>m/s) langsamer als ein [[Photon]]. Würden das Proton und ein Photon ein [[Lichtjahr]] (9,5&nbsp;·10<sup>12</sup>&nbsp;km) weit reisen, so hätte das Photon danach nur einen Vorsprung von 46 [[Nanometer]]n (= 46 * 10 <sup>−9</sup> Meter).
Durch diese enorm hohe Geschwindigkeit würde für einen Beobachter, der auf dem Proton säße, die Zeit deutlich langsamer vergehen. Würde das Proton beispielsweise nach [[Alpha Centauri]] reisen, der 4,36 Lichtjahre entfernt ist, würde diese Reise für ihn nur 0,43&nbsp;[[Millisekunde|ms]] dauern, für einen außenstehenden Beobachter aber immer noch ungefähr 4,36 Jahre.<ref name="FourmilabMain" />


== Herkunft ==
== Herkunft ==
Da so schnelle Teilchen wie das hier behandelte aufgrund ihrer Wechselwirkung mit Strahlung (insbesondere dem [[Kosmischer Mikrowellenhintergrund|kosmischen Mikrowellenhintergrund]]) nicht unendlich weit durch den Raum reisen können, sondern maximal 50 Megaparsec&nbsp;([[Parsec|Mpc]]), also ca. 165 Millionen Lichtjahre, ist die Herkunftsregion begrenzt. Kandidaten für die Erzeugung so energiereicher Teilchen sind [[Radiogalaxie]]n, [[Seyfertgalaxie]]n und [[Quasar]]e, doch solche Objekte sind im Herkunftsgebiet allesamt viel weiter entfernt als 50 Mpc. <!-- Auch äußerst starke magnetische Felder könnten dieses Teilchen so stark beschleunigt haben, sodass es aus einer näheren Quelle kommen könnte. Ansonsten hätten magnetische Felder auf ein so schnelles Teilchen keinen nennenswerten Einfluss gehabt. Bitte verständlicher schreiben-->
Teilchen mit extrem hoher kinetischer Energie können aufgrund des [[GZK-Cutoff]]s, ein Effekt ihrer Wechselwirkung mit Strahlung, insbesondere dem [[Kosmischer Mikrowellenhintergrund|kosmischen Mikrowellenhintergrund]], nur eine begrenzte Strecke im Raum zurücklegen. Bei der beobachteten kinetischen Energie geht man von maximal 50 Megaparsec&nbsp;([[Parsec|Mpc]]), also ca. 165 Millionen Lichtjahren aus. Die Herkunftsregion ist daher begrenzt. Kandidaten für die Erzeugung so energiereicher Teilchen sind [[Radiogalaxie]]n, [[Seyfertgalaxie]]n und [[Quasar]]e, doch solche Objekte sind im Herkunftsgebiet allesamt viel weiter von der Erde entfernt als 50 Mpc.


Das Herkunftsgebiet liegt bei Rektaszension α = 5h 40m 48s ± 0h 2m, Deklination δ =48° ± 6°.<ref>[http://www.fourmilab.ch/documents/OhMyGodParticle/papers/search320EeV.ps In Search for a Source for the 320 EeV Fly's Eye Cosmic Ray]</ref>
Das Herkunftsgebiet liegt bei [[Rektaszension]] α = 5h 40m 48s ± 0h 2m, Deklination δ =48° ± 6°.<ref>[//www.fourmilab.ch/documents/OhMyGodParticle/papers/search320EeV.ps In Search for a Source for the 320 EeV Fly's Eye Cosmic Ray] (englisch; [[PostScript|PS]], ≈&nbsp;417&nbsp;KB<!-- echte _Kilo_byte, also zur Basis 10 -->) – wohl am 26. Juni 2007<!-- in MESZ --> (erst)veröffentlicht oder (neu)hochgeladen <small>(siehe auch [//www.fourmilab.ch/documents/OhMyGodParticle/papers/ zugehöriges Verzeichnis])</small>; 39 Seiten insgesamt</ref>


== Weblinks ==
== Weblinks ==
*[http://www.n-tv.de/wissen/Ferne-Galaxien-senden-Kosmische-Strahlung-article20045218.html ''Ferne Galaxien senden Kosmische Strahlung''] bei [[n-tv]] vom 21. September 2017
* [//www.n-tv.de/wissen/Ferne-Galaxien-senden-Kosmische-Strahlung-article20045218.html Starke "Oh-mein-Gott-Teilchen": Ferne Galaxien senden Kosmische Strahlung] – ''[[n-tv]]'' am 21. September 2017


== Einzelnachweise ==
== Einzelnachweise ==

Aktuelle Version vom 13. September 2021, 20:53 Uhr

Als Oh-My-God-Teilchen (entlehnt aus dem englischen {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value); auch kurz OMG-Partikel oder OMG-Teilchen genannt[1]) wird ein hochenergetisches Teilchen der kosmischen Strahlung (wahrscheinlich ein Proton) bezeichnet, das am 15. Oktober 1991 über dem US-Bundesstaat Utah beobachtet wurde. Es hatte eine Energie von 320±93 EeV = 3,2±0,93 · 1020 eV ≈ 51,27 J.[2] Das entspricht der kinetischen Energie eines Golfballs bei etwa 170 km/h. Zum Vergleich: Normale Teilchen der kosmischen Strahlung besitzen Energien zwischen 10 MeV und 10 GeV (1010 bis 1013 eV). Der genutzte Detektor war Fly's Eye II der University of Utah, der bei 40° N, 113° W steht. Dieser Detektor, aufgebaut wie ein Fliegenauge, sucht am Nachthimmel in mondlosen Nächten die blauen Stickstofffluoreszenzblitze, die von Teilchen der kosmischen Strahlung verursacht werden, wenn sie auf Stickstoff-Moleküle treffen.[3]

Beschreibung

Allgemein steht bei Zusammenstößen der kosmischen Strahlung mit Teilchen der Erdatmosphäre nur ein kleiner Teil der Energie für Umwandlungen zur Verfügung, da wegen der Impulserhaltung ihr größter Teil als kinetische Energie der Umwandlungsprodukte übernommen wird (siehe Schwerpunktsenergie). Eine Transformation vom Laborsystem zum Schwerpunktssystem ergibt für das Oh-My-God-Teilchen eine Kollisionsenergie von immer noch etwa 1015 eV, etwa dem Hundertfachen der Energie, die bei Proton-Proton-Kollisionen am LHC erreicht wird (13 · 1012 eV).

Nach dieser wurden noch etwa 15 andere, ähnliche Beobachtungen solch hochenergetischer Teilchen mit Hilfe dieses Detektors gemacht.

Herkunft

Teilchen mit extrem hoher kinetischer Energie können aufgrund des GZK-Cutoffs, ein Effekt ihrer Wechselwirkung mit Strahlung, insbesondere dem kosmischen Mikrowellenhintergrund, nur eine begrenzte Strecke im Raum zurücklegen. Bei der beobachteten kinetischen Energie geht man von maximal 50 Megaparsec (Mpc), also ca. 165 Millionen Lichtjahren aus. Die Herkunftsregion ist daher begrenzt. Kandidaten für die Erzeugung so energiereicher Teilchen sind Radiogalaxien, Seyfertgalaxien und Quasare, doch solche Objekte sind im Herkunftsgebiet allesamt viel weiter von der Erde entfernt als 50 Mpc.

Das Herkunftsgebiet liegt bei Rektaszension α = 5h 40m 48s ± 0h 2m, Deklination δ =48° ± 6°.[4]

Weblinks

Einzelnachweise

  1. Oh My God: Mysteriösen Teilchen aus dem All auf der SpurHeise, am 15. Juli 2018
  2. The Oh-My-God Particle (englisch) – fourmilab.ch, am 4. Januar 1994
  3. The Fly's Eye Extremely High Energy Cosmic Ray Spectrum (englisch; PDF, ≈ 30 KB) – wohl am 11. Mai 2012 (erst)veröffentlicht oder (neu)hochgeladen (siehe auch zugehöriges Verzeichnis); 4 Seiten insgesamt (Seite 34 bis 37)
  4. In Search for a Source for the 320 EeV Fly's Eye Cosmic Ray (englisch; PS, ≈ 417 KB) – wohl am 26. Juni 2007 (erst)veröffentlicht oder (neu)hochgeladen (siehe auch zugehöriges Verzeichnis); 39 Seiten insgesamt