一个国际物理学家团队开发了一种开创性的方法来使用超高能宇宙射线(UHECR) - 自大爆炸以来自然界中能量最高的粒子 - 来研究远远超出人造加速器范围的粒子相互作用。“ 物理评论快报 ”杂志中概述的这项工作利用阿根廷Pierre Auger天文台(PAO)进行的UHECR测量，该测量已经记录了UHECR数据大约十年。

　　这项研究还可能指出一些新的，尚未被理解的物理现象的出现，其能量高于大型强子对撞机(LHC)所能获得的数量级，其中发现了希格斯粒子。

　　UHECR的起源仍然是一个谜，尽管数十年的工作旨在发现它们的来源。然而，即使在确定UHECR的来源之前，它们在地球大气层中产生的粒子阵雨也可用于探索基础物理学。

　　宇宙射线是原子核。当它们与空气颗粒碰撞时，产生数百个额外的颗粒，然后进一步相互作用以在大气中产生级联的颗粒。PAO望远镜测量淋浴在大气中传播时的形状，PAO表面探测器测量淋浴在地面上的颗粒含量。到目前为止，使用UHECR空气淋浴器研究粒子物理学的困难源于单个射线能量的不确定性，并且不确切知道它是什么核。

　　纽约大学物理系教授Glennys Farrar和她在研究期间的研究生和博士后研究员Jeff Allen通过使用类似于实验室实验中使用粒子探测器的方式来规避这种情况。对于物理评论快报的研究，他们比较了441个UHECR阵雨的PAO数据，以及基于加速器能量实验得出的粒子物理模型的计算机模拟阵雨。

　　“最先进的粒子物理模型严重低估了这些UHECR阵雨的关键组成部分，”Farrar解释道。“这可能意味着出现了比LHC更高能量的意外物理过程。未来的研究，以及对PAO的计划升级，应该揭示产生额外信号的因素，为粒子物理提供远远超出加速器范围的窗口。”