¿Cómo se observó la partícula Oh-My-God?

La partícula OMG fue observada por el experimento Fly's Eye ubicado en Dugway Proving Ground en Utah. El experimento Fly's Eye fue el primer experimento en emplear con éxito la técnica de fluorescencia del aire desarrollada por el Dr. Alan Bunner (Detección de rayos cósmicos por fluorescencia atmosférica, tesis doctoral, Universidad de Cornell, 1967).

La técnica de fluorescencia del aire observa la luz emitida isotrópicamente por las moléculas de nitrógeno en la atmósfera. Las moléculas de nitrógeno son excitadas por el paso de partículas cargadas en la extensa lluvia de aire iniciada cuando la partícula de rayos cósmicos chocó con un núcleo en la atmósfera superior. Esta luz no es radiación Cherenkov.

Utilizando argumentos sencillos, se puede demostrar que la cantidad total de luz emitida en el pico de la extensa lluvia de aire es proporcional a la energía de la partícula de rayos cósmicos primarios. La medición de esta luz se utiliza para proporcionar una determinación calorimétrica de la energía de la partícula primaria. Este es uno de los puntos fuertes de la técnica de fluorescencia del aire. A diferencia de las mediciones terrestres, la medición de la fluorescencia del aire no depende de simulaciones o modelos físicos detallados.

Esta es una de las razones por las que el experimento de Pierre Auger y su contraparte en el hemisferio norte, el Proyecto de Conjunto de Telescopios, ambos dependen de los telescopios de fluorescencia de aire para calibrar y cotejar las medidas de sus detectores de conjuntos terrestres.

Además, la fluorescencia del aire observa el extenso desarrollo de la lluvia de aire en la atmósfera. Los detectores terrestres solo pueden muestrear la lluvia de partículas en unos pocos puntos discretos en la superficie de la tierra.

El principal inconveniente de la técnica de fluorescencia del aire es que solo se puede utilizar en noches sin luna con buenas condiciones atmosféricas, mientras que las matrices terrestres funcionan las 24 horas y los 7 días de la semana.

Debo mencionar que soy un autor en el papel de partículas OMG.

Los rayos cósmicos de ultra alta energía crean enormes cascadas de partículas cargadas a medida que interactúan, vuelven a interactuar y vuelven a interactuar en la atmósfera. Esto genera mucha radiación Cerenkov y fluorescencia de nitrógeno en la atmósfera y muchas de las partículas cargadas llegan al suelo en un cono que puede tener millas de ancho.

Por lo tanto, construye una serie de estaciones terrestres (por lo general, tanques de agua de uno o dos metros de ancho equipados con PMT) para detectar radiación ionizante y varios telescopios de fluorescencia apuntando al cielo sobre la matriz. El principal ejemplo de una instalación de este tipo es el Observatorio Pierre Auger .

Entonces esperas una gran coincidencia.

También se necesita mucho trabajo cuidadoso y simulación de Monte Carlo para ajustar la estimación de energía a partir de los resultados.