¿Los AGN producen protones lo suficientemente relativistas como para chocar con el CMB y formar piones?

Los AGN (Núcleos Galácticos Activos) producen protones en sus chorros y son relativistas. Estaba leyendo sobre la producción de foto-piones, donde un protón y un fotón se aniquilan para producir un pión. ¿Podría pasar esto con un protón y un fotón del CMB (Cosmic Microwave Background)? Sé que el CMB será de baja energía, por lo que no estoy seguro de si es posible que el protón tenga suficiente energía para alcanzar el umbral de masa en reposo del pión.

Hola Sean, ¿supongo que te refieres a "núcleos galácticos activos" por "AGN"? He explicado un par de sus siglas para que su pregunta sea un poco más fácil de leer.

Respuestas (1)

Debe mirar el límite de GZK. En 1966, Greisen, Kuzmin y Zatsepin calcularon que por encima de un umbral de 5 × 10 19 mi V Los protones de rayos cósmicos perderían energía con bastante rapidez debido a la producción de foto-piones en el fondo cósmico de microondas. La consecuencia de esto es que los rayos cósmicos por encima de esa energía no pueden viajar más de 50 METRO pag C sin perder energía por la producción de piones (el horizonte GZK), por lo que los rayos cósmicos detectados con energía por encima de ese umbral presumiblemente provienen de fuentes más cercanas a nosotros.

Hay unos pocos Núcleos Galácticos Activos a esa distancia de nosotros, pero no muchos. No se sabe si son la fuente de estos rayos cósmicos de ultra alta energía (UHECR), pero los rayos cósmicos hasta energías de 3 × 10 20 mi V se han observado, por lo que existen rayos cósmicos por encima del límite GZK . El observatorio de rayos cósmicos Pierre Auger en Argentina detecta aproximadamente una partícula trans-GZK por mes.

"por encima de un umbral de 5 × 10 19 eV protones de rayos cósmicos perderían energía para convertirse en foto-piones". Este es solo el caso de los protones, el límite GZK para el hierro es 56 veces mayor (debido a su A = 56 ). Es cierto que no hay muchos AGN dentro de los 50 Mpc y el origen de la UHECR sigue siendo un misterio en la actualidad.