¿Por qué el espectro electromagnético observable parece superar a 3 EHz cuando es posible, de acuerdo con la constante de Planck, tener una señal con una frecuencia tan alta como 1.856e19 yottahertz?

Answer 1

Cuando alcance los rayos gamma (<3EHz) mire la energía del fotón:

[math] E = h \ nu = 1.9E-15J [/ math]

¿A cuánta masa sería equivalente?

[math] E = mc ^ 2, m = 1.9E-15J / (3e8) ^ 2 = 2E-32 kg [/ math]

Ahora, ¿qué tan pesado es un par de electrón-positrón? 2 * 9E031 = 1.9E-30kg

Entonces, cuando su rayo gamma alcanza <100 veces su límite de 3 Hz, puede transformarse espontáneamente en pares de electrón-positrón y volver (pares virtuales en QFT).

Cuando llegas a un nivel más alto, comienzas a producir pares de partículas cada vez más pesados, por lo que se podría decir que los fotones de alta energía son “inestables” y que simplemente terminas haciendo física de partículas.

https://en.wikipedia.org/wiki/Pa…

Si el neutrino tiene una masa (~ 1E6 más baja que el electrón), entonces el mecanismo de descomposición es muy poco probable, de lo contrario no tendríamos rayos gamma.

http://scitechdaily.com/astronom…
http://arxiv.org/pdf/hep-ph/0602…

EDITAR: la producción de pares necesita interacción con alguna materia del marco de descanso, un fotón no puede convertirse simplemente en dos partículas porque eso viola la conservación de la masa invariante (si un electrón y un positrón se anhilan de frente, entonces el fotón resultante no puede tener 0 impulso, pero es posible si están golpeando un objetivo que retrocede mientras emite ese fotón. Eso también justifica por qué el mismo proceso con neutrinos es menos probable, porque esta interacción adicional ocurre a través de la fuerza débil, mientras que los electrones lo hacen a través de la fuerza EM. Entonces, estos fotones súper gamma podrían existir, pero cuando interactúan producen pares de partículas.

Answer 2

El espectro electromagnético observable no ha superado. En la actualidad, el fotón más energético jamás descubierto fue de 16 TeV, donde “descubierto” significa 5 sigma o menos de 3 en un millón de posibilidades de que haya sido un error. El fotón más enérgico detectado fue de 86 TeV, donde “detectado” significa 2 sigma o 95% CL (nivel de confianza).

A energías más altas es más difícil que los rayos gamma atraviesen el espacio intergaláctico debido a la producción de pares con radiación de fondo cósmica. Por lo tanto, necesitarán instrumentos más sensibles para medir los rayos gamma de PeV. Sin embargo, en una ocasión midieron lo que pudo haber sido un rayo gamma de 330 EeV (1.4 sigma). Ese fue el famoso evento Fly’s Eye.

Eso es todavía alrededor de 9 órdenes de magnitud desde el límite de Planck, pero se está acercando. Además, no hay ninguna razón por la que el límite de Planck deba ser un factor limitante, ya que solo se aplica a las cosas con masa. Por otro lado, nadie sabe si alguna vez nos acercaremos al límite de Planck.