IceCube tuvastab suure energiaga neutriinod Linnuteest – füüsikamaailmast

Linnutee galaktikast väljuvaid suure energiaga neutriinosid on märgatud esimest korda. See on vastavalt uutele järeldustele IceCube Neutrino Observatoorium Amundseni-Scotti lõunapooluse jaamas, mis avab uue tee mitme sõnumiga astronoomias, vaadeldes Linnutee galaktikat pigem osakestes kui valguses.

Neutriinod on põhiosakesed, millel on väga väike mass ja mis vaevu suhtlevad teiste ainetega, kuid täidavad universumi triljonitega, mis iga sekund ohutult läbivad teie keha.

Varem on galaktilistest allikatest, näiteks kvasaritest, avastatud neutriinosid, mis on miljardeid kordi energilisemad kui meie Päikese termotuumasünteesi reaktsioonid. Teooria ennustab aga, et Linnutee raames tuleks toota ka suure energiaga neutriinosid.

Kui astronoomid vaatavad meie galaktika tasapinda, näevad nad Linnutee valgust gammakiirgusega, mis tekib siis, kui meie galaktika magnetvälja lõksus olevad kosmilised kiired põrkuvad tähtedevahelises ruumis aatomitega. Need kokkupõrked peaksid tekitama ka suure energiaga neutriinosid.

Teadlased on nüüd lõpuks leidnud veenvaid tõendeid nende neutriinode kohta, kasutades masinõppe meetodeid, et sõeluda läbi kümne aasta andmed IceCube'i neutriinoobservatooriumist, mis hõlmab umbes 60 000 neutriinosündmust. "[Just nagu gammakiired], on meie vaadeldavad neutriinod jaotunud kogu galaktika tasandil," ütleb Francis Halzen Wisconsini-Madisoni ülikoolist, kes on IceCube'i peamine uurija.

Kaskaadiüritused

IceCube'i detektor koosneb kuupkilomeetrisest jääst, mis on maetud lõunapooluse alla ja mis on läbi tõmmatud 5160 optilise anduriga, mis jälgivad nähtava valguse sähvatusi harvadel juhtudel, kui neutriino interakteerub vee-jää molekuliga. Kui neutriino sündmus toimub, jätab neutriino kas pikliku raja või "kaskaadisündmuse", mille käigus neutriino energia koondub väikesesse sfäärilisse ruumala jää sees.

Kui kosmilised kiired interakteeruvad tähtedevahelises keskkonnas ainega, toodavad nad lühiajalisi pione, mis kiiresti lagunevad. "Laetud pionid lagunevad IceCube'i tuvastatud neutriinodeks ja neutraalsed pionid lagunevad kaheks gammakiirguseks, mida jälgis [NASA] Fermi [gammakiirguse kosmoseteleskoop]," rääkis Halzen. Füüsika maailm.

Neutriinod olid varem jäänud avastamata, kuna neid uputas neutriinode ja müüonide taustsignaal, mille põhjustas kosmilise kiirte vastastikmõju kodule palju lähemal, Maa atmosfääris.

IceCube tuvastab aktiivse galaktika tuuma suure energiaga neutriinod

See taust jätab jäljed, mis sisenevad detektorisse, samas kui Linnutee suurema energiaga neutriinod põhjustavad tõenäolisemalt kaskaadsündmusi. Saksamaal TU Dortmundi ülikooli IceCube'i teadlaste poolt välja töötatud masinõppe algoritm suutis valida ainult kaskaadsündmuste jaoks, eemaldades suure osa kohalikest häiretest ja võimaldades Linnutee signaalil silma paista.

Ehkki kaskaadsündmuse puhul on keerulisem saada teavet neutriino tuleku suuna kohta, ütleb Halzen, et kaskaadisündmusi saab rekonstrueerida täpsusega umbes viis kraadi. Kuigi see välistab konkreetsete neutriinode allikate tuvastamise Linnuteel, ütleb Halzen, et piisab, kui vaadelda galaktikast lähtuvat kiirgusmustrit ja sobitada see Fermi kosmoseteleskoobi gammakiirguse mustriga.

Meeskonna järgmine samm on püüda tuvastada Linnuteel konkreetsed neutriinode allikad. See võib olla võimalik uuendatud IceCube'i nimega Gen2, mis suurendab detektoriala suurust kümne kuupkilomeetrini jääni, kui see 2032. aastaks täielikult tööle hakkab.

Tulemused on avaldatud aastal teadus.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Autod/elektrisõidukid, Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• BlockOffsets. Keskkonnakompensatsiooni omandi ajakohastamine. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/icecube-detects-high-energy-neutrinos-from-within-the-milky-way/