利用极高能宇宙线探测宇宙背景辐射并检验标准模型粒子物理
高能天体物理现象
2018-09-25 v1
摘要
Tipler已表明，如果我们假设粒子物理标准模型和DeWitt-Wheeler量子引力（等价于Feynman-Weinberg量子引力）是一个万有理论，那么在极早期宇宙中，宇宙背景辐射（CBR）不可能与右手电子和夸克耦合。Tipler进一步表明，如果CBR的这一性质持续至今，则观测到的Sunyaev-Zel'dovich（SZ）效应会偏低两倍。WMAP和PLANCK观测到了这一点。Tipler表明，CBR的这一性质还意味着极高能宇宙线（UHECR）的传播距离会比标准理论预言的远十倍，因为当UHECR撞击CBR光子时，产生π介子的截面大部分源于夸克自旋翻转，而如果CBR粒子不能与右手夸克耦合，这种翻转就不可能发生。我们表明，考虑这一额外传播距离使我们能够识别Pierre Auger合作组观测到的86%的UHECR的源。我们还能识别AGASA天文台观测到的11个UHECR中9个的源，以及Fly's Eye仪器观测到的320 EeV UHECR的源。我们提出了检验UHECR识别背后理论的观测方案，首先测量五個星系的红移，我们估计其视星等约为15，并给出了精度在一角秒内的位置。粒子物理标准模型标识了暗能量和暗物质。
引用
@article{arxiv.1809.08492,
title = {Using UHE Cosmic Rays to Probe the CBR and Test Standard Model Particle Physics},
author = {Frank J. Tipler and Daniel W. Piasecki},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.08492},
year = {2018}
}