IceCube 探测到银河系内的高能中微子 – 物理世界

首次发现从银河系中出现的高能中微子。 这是根据新发现 冰立方中微子天文台 阿蒙森-斯科特南极站通过粒子而不是光来观察银河系，开辟了多信使天文学的新途径。

中微子是基本粒子，质量非常小，几乎不与其他物质相互作用，但它们在宇宙中充满了数万亿中微子，它们每秒无害地穿过你的身体。

此前，已检测到来自类星体等河外来源的中微子，其能量比太阳内部聚变反应产生的中微子高数十亿倍。 然而，理论预测，高能中微子也应该在银河系内产生。

当天文学家观察银河系平面时，他们会看到银河系被伽马射线发射照亮，这些伽马射线发射是由银河系磁场捕获的宇宙射线与星际空间中的原子碰撞时产生的。 这些碰撞还应该产生高能中微子。

研究人员现在终于通过使用机器学习技术筛选 IceCube 中微子观测站十年来的数据（其中包括约 60 000 个中微子事件），找到了这些中微子存在的令人信服的证据。 “[就像伽马射线一样]，我们观察到的中微子分布在整个银河平面上，”说 弗朗西斯·哈尔岑 威斯康星大学麦迪逊分校的教授，IceCube 的首席研究员。

级联事件

IceCube探测器由埋在南极下方的一立方公里的冰组成，并串接有5160个光学传感器，这些传感器在中微子与水冰分子相互作用的罕见情况下观察可见光的闪光。 当中微子事件发生时，中微子要么留下细长的轨道，要么留下“级联事件”，中微子的能量集中在冰内的一个小的球形体积中。

当宇宙射线与星际介质中的物质相互作用时，它们会产生短暂衰变的介子。 “带电介子衰变成由 IceCube 检测到的中微子，中性介子衰变成由 [NASA 的] 费米 [伽马射线太空望远镜] 观测到的两束伽马射线，”哈尔岑告诉我们 物理世界.

这些中微子此前未被检测到，因为它们被距离地球大气层更近的宇宙射线相互作用引起的中微子和μ子背景信号淹没了。

IceCube 检测到来自活跃星系核的高能中微子

这种背景留下的痕迹进入探测器，而来自银河系的较高能量中微子更有可能产生级联事件。 德国多特蒙德工业大学的 IceCube 科学家开发的机器学习算法能够仅选择级联事件，消除大部分局部干扰，并使来自银河系的信号脱颖而出。

尽管在级联事件中获得有关中微子来自方向的信息比较困难，但哈尔岑表示，级联事件可以以“五度左右”的精度重建。 尽管这妨碍了识别银河系中中微子的特定来源，但哈尔岑表示，观察银河系的辐射模式并将其与费米太空望远镜观测到的伽马射线相匹配就足够了。

该团队的下一步是尝试识别银河系中中微子的具体来源。 这可以通过改造后的 IceCube 实现，名为 Gen2，到 2032 年全面投入运行时，探测器面积将增加到 XNUMX 立方公里的冰面积。

研究结果发表在 科学.

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• Sumber: https://physicsworld.com/a/icecube-detects-high-energy-neutrinos-from-within-the-milky-way/