1,4⋅10
15 эВ - это не предельный и не неприятный для любой теории уровень энергии.
Неприятным является наблюдение частиц с энергией, на четыре с половиной порядка большей, выше 5⋅10
19 эВ, неоднократно наблюдавшееся и не имеющее внятного объяснения.
Неприятно оно по одной причине.
Технически, если элементарную частицу, скажем, протон (или тот же фотон), разогнать до кинетической энергии в 5⋅10
19 электронвольт (предел Грайзена - Зацепина - Кузьмина, GZK limit, кстати, это в несколько миллионов раз больше, чем достигается на пресловутом LHC, Большом адронном коллайдере), то он по пути в космосе начнет взаимодействовать с фотонами реликтового фонового излучения и тормозиться до этого предела.
Даже если придать частице бесконечно высокую энергию, пролетев примерно 150 миллионов световых лет, она затормозится до предела GZK и будет двигаться дальше с такой энергией.
При этом на Землю регулярно попадают космические лучи с энергией, заметно превышающей предел GZK. (Кстати, при этом с Землей ничего не происходит. Это - еще раз, чтобы напомнить жалобные крики некоторых "специалистов" о том, что коллайдер может разогнать частицы до такой энергии, что они уничтожат Землю).
И вот тут появляются вопросы...
Как минимум, удивительно, какие физические процессы могут придавать элементарным частицам такие чудовищные энергии (а, напомню, даже масса протона в единицах энергии равна миллиарду электронвольт, так что получается, что релятивистская прибавка к массе в таких лучах превосходит массу покоя частицы в миллиарды раз!). В большинстве своем полагают, что так сильно разогнаться частица может в результате процессов колоссальной энергии - скорее всего, в особо мощных квазарах или блазарах (лацертидах). Но проблема в том, что в радиусе 150 миллионов световых лет от нас нет ни одного подобного объекта - а на больших дистанциях космические лучи затормозились бы по указанной причине. Поэтому понять, откуда появляются такие частицы, весьма и весьма непросто.
Правда, есть один вариант. Если темная материя состоит из очень массивных частиц (превосходящей по массе протон в миллиарды раз), то при их распадах могут возникать протоны и иные элементарные частицы этих самых ультравысоких энергий (кстати, и фотоны тоже) - и они будут достигать Земли, не успев затормозиться до предела ГЗК.
В связи с этим, не совсем понятно, что особенного в самом по себе существовании фотонов с энергией, на четыре порядка меньшей предела ГЗК. И не такие видели.
А особенное - то, что данные фотоны, о которых идет речь, регистрировались вблизи плоскости диска Галактики, в связи с чем возникает подозрение, что они именно в диске и генерировались.
А вот это интересно - потому что в самой Галактике нет, разумеется, квазаров и блазаров, то есть сверхактивных ядер галактик, лупящих в космос джеты на расстояние в миллионы световых лет. И интерес в том, какие процессы внутри галактики ответственны за генерирование таких высокоэнергичных фотонов, и нельзя ли припрячь эти фотоны к их обнаружению.
Кстати, один источник таких фотонов хорошо известен - остаток недавней сверхновой Крабовидная туманность.
Оригинал исходной статьи - здесь:
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03498-z