IceCube, Samanyolu'ndan gelen yüksek enerjili nötrinoları tespit etti – Fizik Dünyası

IceCube, Samanyolu'ndan gelen yüksek enerjili nötrinoları tespit etti – Fizik Dünyası

Zaman Damgası: 4 Temmuz 2023 9:29

Nötrinolarda Samanyolu
Kozmik vizyon: bir sanatçının nötrinolardan görülen Samanyolu izlenimi (nezaket: IceCube Collaboration/US National Science Foundation (Lily Le & Shawn Johnson)/ESO (S. Brunier)).

Samanyolu galaksisinden çıkan yüksek enerjili nötrinolar ilk kez görüntülendi. Bu, yeni bulgulara göre IceCube Nötrino Gözlemevi Samanyolu galaksisini ışık yerine parçacıklar halinde gözlemleyerek çok habercili astronomide yeni bir yol açan Amundsen-Scott Güney Kutbu İstasyonunda.

Nötrinolar, çok küçük kütlelere sahip olan ve diğer maddelerle zar zor etkileşime giren temel parçacıklardır, ancak evreni her saniye vücudunuzdan zararsız bir şekilde geçen trilyonlarla doldururlar.

Daha önce, kuasarlar gibi galaksi dışı kaynaklardan gelen, Güneşimiz içindeki füzyon reaksiyonları tarafından üretilenlerden milyarlarca kat daha enerjik nötrinolar tespit edilmişti. Ancak teori, yüksek enerjili nötrinoların Samanyolu'nda da üretilmesi gerektiğini öngörüyor.

Gökbilimciler galaksimizin düzlemine baktıklarında Samanyolu'nun galaksimizin manyetik alanı tarafından hapsolan kozmik ışınlar yıldızlararası uzayda atomlarla çarpıştığında üretilen gama ışını emisyonlarıyla aydınlandığını görüyorlar. Bu çarpışmalar ayrıca yüksek enerjili nötrinolar üretmelidir.

Araştırmacılar, IceCube Nötrino Gözlemevi'nden yaklaşık 60 nötrino olayı içeren on yıllık verileri incelemek için makine öğrenimi tekniklerini kullanarak nihayet bu nötrinolar için ikna edici kanıtlar buldular. “[Tıpkı gama ışınları gibi], gözlemlediğimiz nötrinolar galaktik düzlem boyunca dağılmış durumda” diyor. Francis Halzen IceCube'ün baş araştırmacısı olan Wisconsin-Madison Üniversitesi'nden Dr.

Basamaklı olaylar

IceCube detektörü, Güney Kutbu'nun altına gömülü bir kilometreküp buzdan oluşuyor ve bir nötrinonun bir su-buz molekülüyle etkileşime girdiği ender durumlarda görünür ışık parlamalarını izleyen 5160 optik sensörle birbirine bağlı. Bir nötrino olayı meydana geldiğinde, nötrino ya uzun bir iz bırakır ya da nötrinonun enerjisinin buz içindeki küçük, küresel bir hacimde yoğunlaştığı bir "kademeli olay" bırakır.

Kozmik ışınlar yıldızlararası ortamdaki madde ile etkileşime girdiğinde, hızla bozulan kısa ömürlü piyonlar üretirler. Halzen, "Yüklü pionlar, IceCube tarafından tespit edilen nötrinolara ve nötr pionlar, [NASA'nın] Fermi [Gama-ışını Uzay Teleskobu] tarafından gözlemlenen iki gama ışınına bozunur" dedi. Fizik dünyası.

Nötrinolar daha önce tespit edilememişlerdi çünkü Dünya atmosferinde evlerine çok daha yakın olan kozmik ışın etkileşimlerinin neden olduğu nötrino ve müonların arka plan sinyali tarafından boğuluyorlardı.

Bu arka plan, dedektöre giren izler bırakırken, Samanyolu'ndan gelen daha yüksek enerjili nötrinoların kademeli olaylar üretme olasılığı daha yüksektir. Almanya'daki TU Dortmund Üniversitesi'ndeki IceCube bilim adamları tarafından geliştirilen makine öğrenimi algoritması, yerel girişimin çoğunu ortadan kaldırarak ve Samanyolu'ndan gelen sinyalin öne çıkmasını sağlayarak yalnızca kademeli olayları seçebildi.

Bir ardışık olayda bir nötrinonun geldiği yön hakkında bilgi elde etmek daha zor olsa da Halzen, ardışık olayların “beş derece kadar” bir hassasiyetle yeniden yapılandırılabileceğini söylüyor. Bu, Samanyolu'ndaki belirli nötrino kaynaklarının tanımlanmasını engellese de Halzen, galaksiden gelen radyasyon modelini gözlemlemenin ve bunu Fermi uzay teleskobu tarafından gözlemlenen gama ışınlarıyla eşleştirmenin yeterli olduğunu söylüyor.

Ekip için bir sonraki adım, Samanyolu'ndaki belirli nötrino kaynaklarını denemek ve tespit etmektir. Bu, yenilenen IceCube ile mümkün olabilir. Gen22032 yılına kadar tamamen faaliyete geçtiğinde dedektör alanının boyutunu on kilometreküp buza çıkaracak.

Bulgular yayınlandı Bilim.

Zaman Damgası:

Den fazla Fizik dünyası