Странная кварковая материя и астрофизическая природа аномальных эффектов в космических лучах при энергиях 1-100 ПэВ
С. Б. Шаулов, В. А. Рябов, А. Л. Щепетов, С. Е. Пятовский, В. В. Жуков, Е. А. Куприянова, Е. Н. Гудкова
Отделение Ядерной физики и астрофизики, Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, 119991 Москва, Россия
Abstract
Состав космических лучей имеет решающее значение для
определения причин изменения наклона спектра широких атмосферных ливней
(колено) в области энергий 1-100 ПэВ. Выводы данной работы основаны на
анализе характеристик стволов широких атмосферных ливней, где сосредоточены наиболее энергичные
вторичные адроны. В этой области наблюдается ряд аномальных эффектов,
таких как увеличение длины поглощения адронных ливней, нарушение
скейлинга в спектрах вторичных адронов, избыток мюонов в широких атмосферных ливнях
с гамма-семействами, появление гало и выстроенность энергетических центров вдоль
прямой, наблюдаемые в рентгеноэмульсионных камерах. При тех же энергиях,
эквивалентных 1-100 ПэВ в лабораторной системе, по данным коллайдеров LHC
и RHIC наблюдается скейлинговое поведение спектра адронов, что означает
отсутствие новых процессов в ядерных взаимодействиях. Принимая во
внимание эти данные, аномалии, наблюдаемые в космических лучах, следует
объяснять астрофизическими причинами, т.е. изменениями в составе
космических лучей. Анализ данных о стволах ШАЛ позволяет предположить,
что колено в их спектре формируется компонентой космических лучей
неядерной природы, возможно, состоящей из частиц странной кварковой материи.