Cząstka O-mój-Boże

Cząstka O-mój-Boże (ang. Oh-My-God particle) – ultrawysokoenergetyczna cząstka promieniowania kosmicznego wykryta wieczorem czasu lokalnego 15 października 1991 roku nad Dugway Proving Ground w stanie Utah przez obserwatorium High Resolution Fly’s Eye Cosmic Ray Detector należące do Uniwersytetu Utah.

Jej odkrycie było szokiem dla astrofizyków (stąd nazwa), którzy oszacowali jej energię na około 3,2·10²⁰ eV lub 3,2·10⁸ ТeV. Jest to 20 milionów razy więcej od najwyższej energii zaobserwowanej w promieniowaniu elektromagnetycznym z jakiegokolwiek obiektu spoza naszej Galaktyki i 10²⁰ (100 trylionów) razy więcej od energii fotonów światła widzialnego. Energia ta w jednostkach układu SI to około 50 dżuli, co jest równe energii kinetycznej 142-gramowej piłki baseballowej poruszającej się z prędkością ponad 26 m/s (ponad 95 km/h) lub energii potrzebnej, aby 4-watowa lampa LED świeciła przez 12 sekund.

Prawdopodobne jest, że cząstką tą był proton. Jeśli tak było, to poruszał się on z prędkością 99,99999999999999999999951% prędkości światła. To tak blisko prędkości światła, że jeśli foton podróżowałby w próżni wraz z tą cząstką, to potrzebowałby ponad 200 000 lat, aby wyprzedzić ją zaledwie o 1 centymetr.

Energia tej cząstki jest około 40 milionów razy większa niż największa energia protonów, które zostały rozpędzone w jakimkolwiek ziemskim akceleratorze cząstek. Jednak tylko niewielka część energii w zderzaczach może być użyta podczas kontaktu z protonem lub neutronem; większość energii pozostaje w postaci energii kinetycznej produktów zderzenia. Energia dostępna do wykorzystania dla przemian jądrowych w takiej kolizji wyraża się wzorem $\sqrt{2Em{c}^2},$ gdzie $E$ to energia cząstki i $m{c}^2$ to energia relatywistyczna protonu. Dla cząstki O-mój-Boże daje to 7,5·10¹⁴ eV, czyli około 60 razy więcej energii, niż posiadają cząstki zderzane w Wielkim Zderzaczu Hadronów.

Mimo że energia tej cząstki była wyższa niż jakiejkolwiek innej uzyskanej w ziemskich akceleratorach, to i tak jest to około 40 milionów razy mniej niż wynosi energia Plancka.

Od czasu pierwszej detekcji zostało zaobserwowane Szablon:Fakt podobnych przypadków ultrawysokoenergetycznych cząstek, potwierdzających to zjawisko. Chociaż cząstki tak wysoko energetyczne są bardzo rzadkie (energia większości kosmicznych cząstek mieści się w zakresie od 10 MeV do 10 GeV), według szacunków mogą trafiać w ziemską atmosferę co około 20 sekund. Problemem jest natomiast ich rejestracja z powodu niewielkiej liczby odpowiednich teleskopów. Nowsze badania za pomocą teleskopów Telescope Array Project sugerują, że źródło tych cząstek znajduje się wewnątrz konstelacji Wielkiej Niedźwiedzicy.