Грузинские ученые проникли в природу пространства-времени

Грузинские ученые объяснили существование обнаруженных ими аномалий в космических лучах тем, что пространство дискретно и состоит из ячеек минимально возможной — планковской — длины. Тогда могут возникать топологические дефекты, на которых космическая радиация может рассеиваться. Работа физиков опубликована в репозитории репринтов arxiv.org.

Около 20 лет назад ученые изучили широкие атмосферные ливни (ШАЛ) — дожди из субатомных частиц, порожденных столкновением первичных космических лучей (внегалактического и галактического происхождения) с атмосферой Земли. Когда космические лучи, состоящие из высокоэнергетических частиц или ядер атомов, врезаются в атомы газа, возникает множество энергетических адронов (состоящих из кварков частиц), которые тут же распадаются с образованием вторичных космических лучей, образованных мюонами, электронами, протонами и электромагнитным излучением.

Исследователи изучили полученную экспериментально зависимость энергии адронов ШАЛ от энергии частиц первичных космических лучей и обнаружили необъяснимые колебания в диапазоне от 10 в 15-й степени до 2 * 10 в 16-й степени электронвольт. Тогда ученые посчитали, что причиной аномалии является разрушение ядер при взаимодействии с межзвездной средой, состоящей из частиц массой около 30 электронвольт.

В новой работе исследователи предложили другое объяснение наблюдаемой аномалии. Поскольку в экспериментах частиц с массой 30 электронвольт получено не было, ученые полагают, что причиной являются топологические дефекты в самом пространстве. Согласно гипотезе, пространство является дискретным и состоит из квантовых ячеек планковского масштаба (порядка 1,66 * 10 в минус 33-й степени сантиметра), что делает его способным деформироваться. Квантовые объекты, например субатомные частицы, проходя через такие дефекты, начинают флуктуировать. Таким образом, возникают эффекты рассеивания космической радиации.