Что является самой быстрой «вещью» на Земле?

На нашей планете происходят захватывающие события на высоких скоростях: от запусков космических кораблей до гонок спортивных автомобилей и охоты гепардов на своих жертв. Однако, когда дело доходит до определения самой быстрой вещи на Земле , ответ становится не таким очевидным. В зависимости от того, как именно мы определяем понятия «вещь» и «на Земле», лидирующие позиции могут занимать нейтрино и фотоны, которые, к сожалению, невозможно увидеть невооружённым глазом.

Самым очевидным кандидатом является свет, скорость которого в вакууме достигает приблизительно 300 000 километров в секунду. Это предел, который, насколько нам известно, ничто во Вселенной превысить не может. Тем не менее, среди физиков нет единства во мнениях относительно того, можно ли считать свет «вещью», поскольку он не имеет массы, но в то же время, благодаря квантовой механике, является одновременно волной и частицей.

На Земле ситуация усложняется из-за атмосферы, которая замедляет фотоны. Однако, по словам Джона Мэтьюса, физика из Университета Юты, не все частицы замедляются атмосферой так же, как фотоны. В частности, нейтрино, которые, будучи невероятно малы по массе, могут двигаться с скоростью, близкой к скорости света в вакууме, даже будучи в атмосфере Земли.

Команда Мэтьюса обнаружила частицы, порождённые ультравысокоэнергетическими космическими лучами, которые «продолжают нести» свою скорость, входя в атмосферу Земли. Одна из таких частиц, получившая название OMG-частица, была обнаружена в 1991 году и является самой энергичной из зарегистрированных на сегодняшний день. Это cделало OMG-частицы одними из самых быстрых «вещей», на Земле, обладающих массой. Однако они находятся не на самой вершине, уступив чемпионский титул нейтрино.

OMG-частица, вероятно, является протоном или, по крайней мере, протоноподобной — довольно массивной в масштабе субатомных частиц. Масса нейтрино в 10 миллиардов раз меньше, чем у протона. Поэтому, получив такое же количество энергии, благодаря основным законам физики нейтрино может перемещаться еще быстрее.

В эксперименте IceCube, который проводится в Южном полюсе в кубическом километре льда, учёные надеются обнаружить высокоэнергетические нейтрино. Эти частицы при столкновении с ядром атома во льду производят Черенковское излучение, что позволяет их косвенно обнаружить.

На данный момент самым быстрым обнаруженным нейтрино является частица, которая была зарегистрирована в 2016 году, двигаясь со скоростью, приближающейся к скорости света с 33 девятками после запятой. В сравнении, частицы, достигаемые в ускорителях частиц, таких как Большой адронный коллайдер CERN, могут похвастаться лишь семью девятками.

Эти рекордные скорости частиц, обнаруженные в результате естественных космических процессов, напоминают нам о поразительных возможностях природы по сравнению с человеческими достижениями в области физики частиц.