The Greisen-Zatsepin-Kuzmin limit (GZK limit) is a theoretical upper limit on the energy of cosmic rays from distant sources.

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  • The Greisen-Zatsepin-Kuzmin limit (GZK limit) is a theoretical upper limit on the energy of cosmic rays from distant sources.
  • GZK-Cutoff ist die nach den Physikern Kenneth Greisen, Georgiy Zatsepin und Vadim Kuzmin benannte Obergrenze (engl. cutoff) für die Energie kosmischer Strahlung weitentfernter Quellen. Diese Grenze wurde von ihnen im Jahre 1966 errechnet. Teilchen, hauptsächlich Protonen (p), oberhalb dieser Energiegrenze können sich im Mittel nur etwa 50 Mpc durch das All bewegen, bevor sie mit den Photonen (<math>\gamma</math>) der kosmischen Hintergrundstrahlung über <math>\gamma+p\rightarrow\Delta^+\rightarrow p + \pi^0</math> oder <math>\gamma+p\rightarrow\Delta^+\rightarrow n + \pi^+</math> wechselwirken. Dabei entsteht eine Delta-Resonanz (<math>\Delta^+</math>), die wiederum in ein Proton oder Neutron sowie ein geladenes (<math>\pi^+</math>) oder neutrales (<math>\pi^0</math>) Pion zerfällt. Das ursprüngliche Proton verliert somit ca. 20% seiner Energie. Die Schwelle für obige Reaktionen ist 6×10 eV. Liegt die Energie des entstehenden Protons immer noch über dieser Schwelle, so kann die Reaktion erneut stattfinden. Das heißt jedoch nicht, dass diese Energie in der kosmischen Strahlung nicht übertroffen wird, lediglich dass Teilchen oberhalb dieser Energie von Quellen in unserer näheren Umgebung stammen müssen, da sie noch nicht genug Raum durchflogen haben, um obige Reaktion durchzuführen. Man spricht deshalb auch von GZK-Unterdrückung. Die experimentellen Resultate bezüglich der höchstenergetischen kosmischen Strahlung erschienen zunächst widersprüchlich. Während das AGASA-Experiment der Universität Tokio Teilchen oberhalb der GZK-Energie registriert haben will, sind die Daten der HiRes-Kollaboration mit dem GZK-Cutoff verträglich. Das Auger-Experiment hat jedoch inzwischen die HiRes-Ergebnisse bestätigt, wonach bei hohen Energien eine Unterdrückung des Flusses zu erkennen ist.
  • La limite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin est une limite théorique supérieure de l'énergie des rayons cosmiques provenant de sources distantes. En d'autres termes, bien qu'effectivement détectés, on ne devrait pas observer sur Terre de rayons cosmiques avec une énergie supérieure à cette limite.
  • GZK限界（ジーゼットケーげんかい：Greisen-Zatsepin-Kuzmin limit　略称GZK limit）またはGZKカットオフ（ジーゼットケーカットオフ：GZK cutoff）とは4×10eV以上の高エネルギー宇宙線は地球には届かないという予言。 4×10eV以上の宇宙線は光子との衝突によってエネルギーを減らされ1.5億光年程度の間に必ず4×10eV以下になるというものである。 しかし、近年観測機の高性能化に伴いGZK限界を超えるスーパーGZK宇宙線（超高エネルギー宇宙線）の観測が報告されている。 これを観測するために2007年からテレスコープアレイ実験が始まる予定である。
  • De GZK-limiet (afgeleid van de namen Greisen-Zatsepin-Kuzmin) is de theoretische bovengrens van de energie die kosmische straling kan hebben.
  • O limite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin (limite GZK) é uma teoria acerca do limite da energia dos raios cósmicos de diferentes origens.
  • Предел Грайзена-Зацепина-Кузьмина (предел ГЗК, реликтовое обрезание спектра в области предельно высоких энергий, GZK-эффект) — это теоретический верхний предел энергии космических лучей от отдалённых источников. Предел был вычислен в 1966 году Георгием Зацепиным и Вадимом Кузьминым, и независимо Кеннетом Грайзеном. Ограничение связано с взаимодействием частиц и фотонами фонового микроволнового излучения. Было предсказано, что частицы с энергией выше 6×10 эВ (60 эксаэлектрон-вольт) взаимодействуют с фотонами, рождая пионы, пока их энергия не упадёт ниже указанного порога. <math>\gamma+p\rightarrow\Delta^+\rightarrow p + \pi^0</math> или <math>\gamma+p\rightarrow\Delta^+\rightarrow n + \pi^+</math> Средняя дистанция гашения энергии частиц — 50 Мпк, а так как в этих пределах нет никаких источников космических лучей таких высоких энергий, подобные частицы наблюдаться не должны.
  • GZK極限，是以提出者Greisen、Zatsepin、Kuzmin三人姓氏之首字母為名的理論上限，描述源自遠處的宇宙射線應有的理論上限值。 這項極限是在1966年由Kenneth Greisen、Vadim Kuzmin與Georgiy Zatsepin三人所計算，其基礎為宇宙微波背景輻射（cosmic microwave background radiation, CMB radiation）與宇宙射線的預期交互作用。預測中指出宇宙射線所帶的能量如果超過閾值5×10 電子伏特 (eV)則會與宇宙微波背景的光子發生交互作用，產生Π介子（pion）。這樣的作用會持續發生，一直到射線粒子的能量低於Π介子產生閾值。因為此交互作用相關的平均自由徑（mean free path）其值甚低，舉例來說，起源處距離地球遠大於50 百萬秒差距 (Mpc)的星系外宇宙射線（extragalactic cosmic rays）若其能量大於此閾值者，則不可能在地球上觀測到；而此距離內又不存在目前已知可以產生此般能量的宇宙射線源。 已有一些由AGASA實驗所作的觀測顯示遠源的宇宙射線帶有高於此極限的能量（稱作超高能量宇宙射線）。這樣的觀測事實被稱作GZK悖論(GZK paradox)或宇宙射線悖論(cosmic ray paradox)。 這些觀測似乎與目前所知的狹義相對論（特殊相對論）及粒子物理的預測相違背。不過，也有一些對於此類觀測所作的可能解釋，似乎可以解決這種不一致。首先，這些觀測可能出自於儀器上的誤差，或者是對於實驗結果不正確的解讀。再者，宇宙射線也可能有局域的粒子源（雖然尚不明白這些粒子源會是什麼）。 另外的嚐試是採用極高能量低交互作用性粒子（ultra-high energy weakly interacting particles）來解釋（例如：微中子），其可以在很遠處被創生出來，之後才在局域發生反應，生成所觀測到的粒子。 目前已有一些奇異理論被提出，以來解釋這些觀測，其中最著名的是雙重特殊相對論（theory of doubly-special relativity）。 時至2003年，一些宇宙射線實驗如伽瑪射線大區域太空望眼鏡（Gamma-ray Large Area Space Telescope, GLAST）與皮埃爾·俄歇觀測站（Pierre Auger Observatory）計畫要證實或否定稍早觀測結果的可信度。
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  • article
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  • Why is it that some cosmic rays appear to possess energies that are theoretically too high, given that there are no possible near-Earth sources, and that rays from distant sources should have scattered off the cosmic microwave background radiation?
  • physics
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  • The Greisen-Zatsepin-Kuzmin limit (GZK limit) is a theoretical upper limit on the energy of cosmic rays from distant sources.
  • GZK-Cutoff ist die nach den Physikern Kenneth Greisen, Georgiy Zatsepin und Vadim Kuzmin benannte Obergrenze (engl. cutoff) für die Energie kosmischer Strahlung weitentfernter Quellen. Diese Grenze wurde von ihnen im Jahre 1966 errechnet.
  • La limite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin est une limite théorique supérieure de l'énergie des rayons cosmiques provenant de sources distantes. En d'autres termes, bien qu'effectivement détectés, on ne devrait pas observer sur Terre de rayons cosmiques avec une énergie supérieure à cette limite.
  • De GZK-limiet (afgeleid van de namen Greisen-Zatsepin-Kuzmin) is de theoretische bovengrens van de energie die kosmische straling kan hebben.
  • O limite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin (limite GZK) é uma teoria acerca do limite da energia dos raios cósmicos de diferentes origens.
  • Предел Грайзена-Зацепина-Кузьмина (предел ГЗК, реликтовое обрезание спектра в области предельно высоких энергий, GZK-эффект) — это теоретический верхний предел энергии космических лучей от отдалённых источников.
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  • Greisen–Zatsepin–Kuzmin limit
  • GZK-Cutoff
  • Limite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin
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  • Предел Грайзена-Зацепина-Кузьмина
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