【科技訊】9月19日消息，據媒體報道，德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）發布了高能宇宙線實驗KASCADE-Grande項目的數據分析成果：所謂宇宙線的“膝”，即能量譜中的一個拐折，對于輕和重的初始粒子以不同的能量出現。此外，科學家還成功在“膝”之后識別了“踝”的結構。

宇宙線是來自外太空的帶電高能次原子粒子，它是各種天體演化過程的產物，攜帶著這些過程的豐富信息。對宇宙線的研究已成為天體物理學一個重要研究領域。以德國卡爾斯魯厄理工學院為主的國際項目KASCADE-Grande就是世界著名的高能宇宙線實驗之一。

從2003年開始運行的KASCADE-Grande實驗包含探測面積達700×700平米的塑料閃爍體陣列，將原初粒子的測量能量延伸到10的18次方電子伏特。相比較而言，目前地球上最大的粒子加速器——歐洲大型強子對撞機（LHC）的質子束流最高設計能量僅為7TeV（萬億電子伏特）。

通過37個檢測站，KASCADE-Grande實驗測量了近10年中高能量初始宇宙線粒子所引發的“廣延大氣簇射”。試驗區域內初始宇宙射線粒子引發的能量從10的14次方至10的18次方電子伏特的次級粒子簇射都可以被測量。該實驗已于2012年結束，現在科學家們通過記錄數據的總體分析再次發現科學亮點。

KASCADE-Grande實驗的一個重要成果是證明了發生拐折的高能宇宙線的能量譜，也被稱為“膝”，對于輕和重的初級粒子以不同的能量出現。膝的位置似乎隨原子核的電荷變化：實驗發現“鐵膝”比“質子（氫原子核）膝”的能量高26倍。

從目前的KASCADE-Grande實驗數據可知，銀河系內可以被產生和存儲的宇宙線粒子能量大約只到10的17次方電子伏特。擁有更高能量的宇宙線粒子應源于銀河系之外。從銀河系到河外星系的宇宙線的過渡能量范圍略高于10的18次方電子伏特。

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