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fotoprodução de píons na interação com a CMBR, conhecido como efeito ou corte GZK.
As principais reações de prótons (p) com os fótons da radiação de fundo (γ2,7K) são:
p + γ2,7K → n + π +
→ p + π 0
→ p + e + + e −
8
(1.2)
(1.3)
(1.4)
O comportamento da energia média de um próton em função da distância percorrida
desde a sua fonte pode ser visto na Figura 1.3. Quanto maior for a energia que a partícula
ganha na fonte, maior será a seção de choque da interação com os fótons e mais rápida a
perda de energia. Desta forma, independentemente da energia inicial da partícula, após
percorrer aproximadamente 100 Mpc † sua energia será menor que 10 20 eV .
Figura 1.3: Relação da energia média dos prótons se propagando e interagindo com a
radiação de fundo, caracterizando o corte GZK [25].
A principal consequência do efeito GZK é a imposição de um limite superior na dis-
tância entre a fonte dos raios cósmicos de determinada energia e a Terra, conhecido como
horizonte GZK. O horizonte estimado para prótons com energia acima de 80 EeV se-
† O Parsec (pc) é uma unidade de distância utilizada para representar distâncias estelares, onde 1 pc
equivale a aproximadamente 3,26 anos-luz ou 3,08 x 10 16 m. 1 Mpc é um milhão de pc. A distância entre
a Terra e o núcleo da Via-Láctea é de ≈ 0, 008 Mpc ou 8 kpc.