超高能宇宙射线的未来

与早先的预期不同，多个能量超过 $10^{20}$ eV 的宇宙射线事件已被多个超高能宇宙射线观测站报告。根据 AGASA 实验，这些事件的通量显著高于由于射电宇宙射线质子与宇宙微波背景辐射相互作用产生的 π 产生所预测的 Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK) 截止值。除了相对较高的事件通量外，来自方向的各向同性分布以及对小尺度聚类的指征也挑战了所有旨在解决这一之谜的模型。我们讨论了 GZK 截止值如何被局部星系分布所修正，以及天体物理质子来源（具有软注入光谱）是否被 AGASA 数据所排除。具有硬注入光谱的来源仅在观察到的光谱下勉强被允许。如果 AGASA 最近的声明——即最高能量事件来自于聚集的核团——得到证实，那么最可信的解释是来自诸如星际非单极感应器等天体物理来源的极硬光谱。此外，星际磁场的强度必须远低于当前纳高斯上限。或者，如果原始粒子不是核团，那么就必须寻求新的物理解释。我们提供了沿着理论提议的概览，并概述了其最一般的特征，以便由即将到来的实验进行测试。