我们宇宙中的超高能宇宙射线

我们的宇宙由爱因斯坦的相对论原理和量子原理共同描述；其中，物质的最小单位，如电子、中微子、夸克和光子的存在已得到充分证实，并且这些最小物质单位由标准模型描述。基于此，对于能量大于 $E > 10^{13}\, eV$ 但小于 $E < 10^{26}\, eV$ 的超高能宇宙射线（UHECR）在宇宙微波背景（CMB）和宇宙背景中微子（CB$\nu$'s）构成的宇宙介质中的传播，我们有了清晰的图景。我们发现，CMB 在此能量范围内起着关键作用，因此观测到的“膝”（knee(s)）和“踝”（ankle）可以用合理的术语来理解。我们简要讨论了在能量接近 $10^{25}\,eV$ 时可能观测到的所谓“$W^\pm$ 爆发”或“$Z^0$ 爆发”。同时，在早期宇宙中，考虑到中微子质量极小，CB$\nu$'s 导致了成团现象，从而在每个可见的普通物质天体（如地球、太阳和恒星）周围形成了一个中微子晕——其中，地球中微子晕的费米-狄拉克球表面附近的 $PeV$ 中微子起着最基本的作用。