宇宙射线“肩部”：新的物理学的先声？

我们提出，宇宙射线光谱在能量 E ~ 10^{15.5} eV 处的“肩部”段，是由于“新的物理学”所致，即高能（TeV 级）质子相互作用中此前未被计入空气喷流射线能量估计的通道。该新的相互作用将初始粒子能量的一部分转移至不触发实验装置（如中子子、最轻超对称粒子、引力子）的模式，从而低估了其真实能量。我们表明，这种低估自然导致推断宇宙射线光谱中观察到的“肩部”段的出现。我们提出的观点与当前标准模型扩展理论（如超对称性、technicolor、低尺度引力）相吻合，这些理论在TeV尺度展现出明确的失能特征。我们构建了一个简单模型，假设银河系（E ~ 10^{18.5} eV）宇宙射线光谱为单一幂律，可在10^{14}-10^{18.5} eV 范围内良好贴合数据。该提议可在实验室（LHC）中进行测试，若证实，将不仅标志着高能相互作用中新物理学的出现，还意味着对宇宙射线来源及加速机制的根本性不同解释。