Οι κοσμικές ακτίνες υπερ-υψηλών ενεργειών είναι τα πιο ενεργητικά και σπανιότερα φορτισμένα σωματίδια στο Σύμπαν. Συσσωρεύουν την ενέργεια μιας επιθετικά σερβιρισμένης μπάλας τένις σε ένα μόνον υποατομικό σωματίδιο. Η ροή τους στις υψηλότερες ενέργειες είναι μόλις ένα σωματίδιο ανά τετραγωνικό χιλιόμετρο ανά αιώνα! Οι πηγές και η σύνθεσή τους παραμένουν ανάμεσα στα μεγαλύτερα μυστήρια της αστροφυσικής υψηλών ενεργειών. Η ομάδα μας μελετά τις κοσμικές ακτίνες υπερ-υψηλών ενεργειών από την προοπτική της αστροφυσικής και της σωματιδιακής φυσικής. Προσπαθούμε να χαρτογραφήσουμε το μαγνητικό πεδίο του Γαλαξία μας, μέσα από τον οποίο διαδίδονται αυτά τα σωματίδια, ώστε να κατανοήσουμε καλύτερα τη διαδρομή που ακολουθούν για να φτάσουν σε μας και να εκτιμήσουμε με τη μεγαλύτερη δυνατή ακρίβεια από πού προέρχονται. Επιδιώκουμε να προσομοιώσουμε τις αλληλεπιδράσεις τους στην ατμόσφαιρα της Γης, διερευνώντας το ενδεχόμενο να εμφανιστούν νέα φαινόμενα φυσικής σε αυτές τις συγκρούσεις με τις υψηλότερες ενέργειες που είναι γνωστές στον άνθρωπο, τα οποία δεν έχουν ακόμα εντοπιστεί στο εργαστήριο. Προσπαθούμε να προσομοιώσουμε την διάδοσή τους μέσω του διαγαλαξιακού μέσου, ακολουθώντας την πορεία τους από τις - πιθανώς πολύ απομακρυσμένες, κοσμολογικές - πηγές προς τη Γη.
Επιλεγμένες ενδεικτικές δημοσιεύσεις:
- Magkos, G. and Pavlidou, V. "Deflections of ultra-high energy cosmic rays by the Milky Way magnetic field: how well can they be corrected?” 2019, JCAP, 02, 004
- Pavlidou, V. and Tomaras, T.N. "What do the highest-energy cosmic-ray data suggest about possible new physics around 50 TeV?” 2019, PRD, 99, 123016
- Tritsis, A., Federrath, C. and Pavlidou, V. "Magnetic Field Tomography in Two Clouds toward Ursa Major Using H I Fibers” 2019, ApJ, 873, 38