РЕКЛАМА

Прослежено происхождение нейтрино высоких энергий

НАУКАФИЗИКАПрослежено происхождение нейтрино высоких энергий

Впервые прослежено происхождение нейтрино высоких энергий, что позволило разгадать важную астрономическую загадку.

Чтобы понять и узнать больше энергетика или материи, изучение загадочных субатомных частиц очень важно. Физики смотрят на субатомные частицы - нейтрино - чтобы получить более полное представление о различных событиях и процессах, из которых они произошли. Мы знаем о звездах и особенно о Солнце, изучая нейтрино. Нам предстоит еще очень многое узнать о Вселенной, и понимание того, как функционируют нейтрино, является наиболее важным шагом для любого ученого, интересующегося физикой и астрономией.

Что такое нейтрино?

Нейтрино - это парообразные (и очень летучие) частицы, практически не имеющие массы и электрического заряда, и они могут проходить через любой тип материи без каких-либо изменений сами по себе. Нейтрино могут достичь этого, выдерживая экстремальные условия и плотную среду, такую ​​как звезды, планеты и галактики. Важной особенностью нейтрино является то, что они никогда не взаимодействуют с веществом в своем окружении, что делает их очень сложными для анализа. Кроме того, они существуют в трех «ароматах» - электронном, тау и мюонном, и они переключаются между этими ароматами, когда колеблются. Это называется «перемешивающим» явлением, и это самая странная область исследования при проведении экспериментов с нейтрино. Самая сильная особенность нейтрино заключается в том, что они несут уникальную информацию об их точном происхождения. Это главным образом потому, что нейтрино, хотя и обладают высокой энергией, они не обладают зарядом, поэтому на них не действуют магнитные поля любой мощности. Происхождение нейтрино до конца не известно. Большинство из них исходит от Солнца, но небольшое количество, особенно те, которые обладают высокой энергией, приходят из более глубоких областей космоса. Это причина того, что точное происхождение этих неуловимых странников все еще было неизвестно, и их называют «призрачными частицами».

Прослежено происхождение нейтрино высоких энергий

В новаторских исследованиях близнецов в астрономии, опубликованных в Наука, исследователи впервые проследили происхождение призрачной субатомной частицы нейтрино, которая была обнаружена глубоко во льду в Антарктиде после того, как она путешествовала 3.7 миллиарда лет на планету Земля.1,2. В этой работе участвуют более 300 ученых и 49 институтов. Нейтрино высоких энергий были обнаружены крупнейшим детектором IceCube, установленным на Южном полюсе нейтринной обсерваторией IceCube глубоко в слоях льда. Для достижения своей цели во льду было пробурено 86 лунок глубиной полторы мили каждая, которые были распределены по сети из более чем 5000 световых датчиков, таким образом покрывая общую площадь 1 кубический километр. Детектор IceCube, управляемый Национальным научным фондом США, представляет собой гигантский детектор, состоящий из 86 кабелей, которые проложены в скважинах, доходящих до глубокого льда. Детекторы регистрируют особый синий свет, который излучается при взаимодействии нейтрино с ядром атома. Было обнаружено много нейтрино высоких энергий, но их нельзя было отследить, пока нейтрино с энергией 300 триллионов электрон-вольт не было успешно обнаружено под ледяной шапкой. Эта энергия почти в 50 раз больше, чем энергия протонов, которые проходят через Большой Хардонский коллайдер, который является самым мощным ускорителем частиц на этой планете. Как только это обнаружение было сделано, система реального времени методически собрала и скомпилировала данные о происхождении этого нейтрино для всего электромагнитного спектра из лабораторий на Земле и в космосе.

Нейтрино удалось отследить до светящейся галактики, известной как «блейзер». Блейзер - это гигантская эллиптическая активная галактика с двумя джетами, излучающими нейтрино и гамма-лучи. В ее центре есть характерная сверхмассивная и быстро вращающаяся черная дыра, а галактика движется к Земле со скоростью света. Одна из струй блейзера имеет ярко выраженный характер и направлена ​​прямо на Землю, давшую название этой галактике. Галактика-блейзер расположена слева от созвездия Ориона, и это расстояние составляет около 4 миллиардов световых лет от Земли. И нейтрино, и гамма-лучи были обнаружены обсерваторией, а также в общей сложности 20 телескопами на Земле и в космосе. Это первое исследование1 показало обнаружение нейтрино, а второе последующее исследование2 показало, что галактика Блейзер произвела эти нейтрино ранее, также в 2014 и 2015 годах. Блейзер определенно является источником чрезвычайно энергичных нейтрино и, следовательно, также космических лучей.

Революционное открытие в астрономии

Открытие этих нейтрино является большим успехом, и оно может позволить беспрецедентно изучать и наблюдать Вселенную. Ученые заявляют, что это открытие может помочь им впервые проследить происхождение загадочных космических лучей. Эти лучи представляют собой фрагменты атомов, которые спускаются на Землю из-за пределов Солнечной системы, пылающие со скоростью света. Их обвиняют в том, что они создают проблемы для спутников, систем связи и т. Д. В отличие от нейтрино, космические лучи являются заряженными частицами, поэтому магнитные поля продолжают влиять и изменять свой путь, и это делает невозможным проследить их происхождение. Космические лучи долгое время были предметом астрономических исследований, и хотя они были открыты в 1912 году, космические лучи остаются большой загадкой.

В будущем нейтринная обсерватория в более крупном масштабе, использующая аналогичную инфраструктуру, которая использовалась в этом исследовании, может достичь более быстрых результатов, и можно будет сделать больше обнаружений, чтобы раскрыть новые источники нейтрино. Это исследование, проведенное путем регистрации нескольких наблюдений и изучения данных по всему электромагнитному спектру, имеет решающее значение для дальнейшего нашего понимания Вселенной и физических механизмов, которые ею управляют. Это яркая иллюстрация астрономии с «несколькими посланниками», которая использует по крайней мере два разных типа сигналов для исследования космоса, что делает его более мощным и точным в обеспечении таких открытий. Этот подход помог обнаружить столкновение нейтронных звезд, а также гравитационные волны в недавнем прошлом. Каждый из этих посланников дает нам новые знания о Вселенной и важных событиях в атмосфере. Кроме того, это может помочь лучше понять экстремальные события, произошедшие миллионы лет назад, заставившие эти частицы отправиться на Землю.

{Вы можете прочитать исходную исследовательскую работу, щелкнув ссылку DOI, приведенную ниже в списке цитируемых источников}

Источник (ы)

1. IceCube Collaboration et al. 2018. Наблюдения с помощью нескольких мессенджеров вспыхивающего блазара, совпадающего с высокоэнергетическим нейтрино IceCube-170922A. Наука. 361 (6398). https://doi.org/10.1126/science.aat1378

2. IceCube Collaboration et al. 2018. Эмиссия нейтрино со стороны блазара TXS 0506 + 056 до сигнала тревоги IceCube-170922A. Наука. 361 (6398). https://doi.org/10.1126/science.aat2890

Команда SCIEU
Команда SCIEUhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Значительные достижения науки. Воздействие на человечество. Вдохновляющие умы.

Подписка на рассылку

Быть в курсе всех последних новостей, предложений и специальных объявлений.

- Реклама -

Самые популярные статьи

Россия регистрирует первую в мире вакцину против COVID-19: можем ли мы иметь безопасную вакцину для ...

Есть сообщения о том, что Россия зарегистрировала первую в мире вакцину...

Прерывистое голодание может сделать нас более здоровыми

Исследования показывают, что прерывистое голодание в течение определенных интервалов может ...
- Реклама -
99,824Поклонникиподобно
70,009ПодписчикиПодписаться
6,343ПодписчикиПодписаться
31ПодписчикиПодписаться