GZK极限

GZK极限，是以提出者Greisen、Zatsepin、Kuzmin三人姓氏之首字母为名的理论上限，描述源自远处的宇宙射线应有的理论上限值。

这项极限是在1966年由Kenneth Greisen、Vadim Kuzmin与Georgiy Zatsepin三人所计算，其基础为宇宙微波背景辐射与宇宙射线的预期相互作用。预测中指出宇宙射线所带的能量如果超过阈值5×10¹⁹ 电子伏特则会与宇宙微波背景的光子发生相互作用，产生Π介子。这样的作用会持续发生，一直到射线粒子的能量低于Π介子产生阈值。因为此相互作用相关的平均自由程其值甚低，举例来说，起源处距离地球远大于50 百万秒差距的河外宇宙射线（英语：Extragalactic cosmic ray）若其能量大于此阈值者，则不可能在地球上观测到；而此距离内又不存在目前已知可以产生此般能量的宇宙射线源。

已有一些由明野广域空气簇射阵列实验所作的观测显示远源的宇宙射线带有高于此极限的能量（称作超高能宇宙射线）。这样的观测事实被称作GZK佯谬（GZK paradox）或宇宙射线佯谬（cosmic ray paradox）。

这些观测似乎与目前所知的狭义相对论及粒子物理的预测相违背。不过，也有一些对于此类观测所作的可能解释，似乎可以解决这种不一致。首先，这些观测可能出自于仪器上的误差，或者是对于实验结果不正确的解读。再者，宇宙射线也可能有局域的粒子源（虽然尚不明白这些粒子源会是什么）。

另外的尝试是采用极高能量低相互作用性粒子（ultra-high energy weakly interacting particles）来解释（例如：中微子），其可以在很远处被创生出来，之后才在局域发生反应，生成所观测到的粒子。

目前已有一些奇异理论被提出，以来解释这些观测，其中最著名的是双重狭义相对论。

时至2003年，一些宇宙射线实验如费米伽马射线空间望远镜与皮埃尔·俄歇观测站（英语：Pierre Auger Observatory）计划要证实或否定稍早观测结果的可信度。

相关条目

• 超高能宇宙射线，又被戏称为“我的天啊粒子”（Oh-My-God particle）

外部链接

• Rutgers University experimental high energy physics HIRES research page （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Cosmic-ray.org（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• "Could the end be in sight for ultrahigh-energy cosmic rays?" （页面存档备份，存于互联网档案馆），Subir Sarkar, PhysicsWeb，2002
• History of Cosmic Ray Research （页面存档备份，存于互联网档案馆）