Wetenschappers hebben mogelijk de eerste potentiële tekenen gevonden van een natuurlijk voorkomende deeltjesversneller in de atmosfeer van de aarde, die een kijkje biedt in de hoogenergetische processen die de vroege evolutie van onze planeet hebben bepaald.

Deeltjesversnellers, zoals de Large Hadron Collider (LHC) op CERN, zijn krachtige machines die zijn ontworpen om geladen deeltjes te versnellen tot hoge energieën en ze tegen elkaar te slaan om de fundamentele bouwstenen van materie te bestuderen. Deze door de mens gemaakte versnellers hebben een revolutie teweeggebracht in ons begrip van de deeltjesfysica, maar hun bestaan ​​in de natuur is een mysterie gebleven.

Met behulp van gegevens van de Telescope Array Surface Detector in Utah heeft een internationaal team van onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Tokio een hoogenergetische kosmische straling gedetecteerd met een energie die 100 miljoen keer groter is dan de energie van protonen die door de LHC worden versneld. Deze kosmische straling met ultrahoge energie, die bij de eerste waarneming in 1991 het ‘Oh-My-God’-deeltje werd genoemd, wordt verondersteld afkomstig te zijn uit een ver sterrenstelsel.

Verdere analyse van gegevens vastgelegd door de Telescope Array onthulde dat het pad van het "Oh-My-God"-deeltje in lijn lag met een smalle straal radio-emissie van een superzwaar zwart gat op ongeveer 1 miljard lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Boötes. . Deze uitlijning suggereert dat het ultrahoge energiedeeltje mogelijk is versneld door de jets van het superzware zwarte gat, die als een natuurlijke deeltjesversneller werken.

De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Physical Review Letters, leveren overtuigend bewijs voor het bestaan ​​van natuurlijk voorkomende deeltjesversnellers in het universum. Deze versnellers zouden een cruciale rol kunnen spelen bij de productie van hoogenergetische kosmische straling, dit zijn subatomaire deeltjes die vanuit de ruimte op aarde neerregenen met energieën die veel verder gaan dan wat kan worden bereikt door door mensen gemaakte versnellers.

Het bestuderen van deze natuurlijke versnellers en de kosmische straling die ze produceren zou licht kunnen werpen op de extreme omgevingen en energetische processen die plaatsvinden in de buurt van superzware zwarte gaten en andere kosmische verschijnselen, wat waardevolle inzichten zou kunnen bieden in het vroege universum en de oorsprong van hoogenergetische deeltjes.

De detectie van een potentiële natuurlijke deeltjesversneller opent ook spannende wegen voor toekomstig onderzoek in de astrodeeltjesfysica. Het benadrukt het belang van observatoria op de grond, zoals de Telescope Array, bij het onderzoeken van de verschijnselen met de hoogste energie in het universum en het begrijpen van de fundamentele wetten die de kosmos beheersen.