REKLÁM

A nagy energiájú neutrínók eredete nyomon követhető

A nagyenergiájú neutrínók eredetét most először sikerült nyomon követni, megfejtve egy fontos csillagászati ​​rejtélyt

Megérteni és többet megtudni energia vagy anyag, a titokzatos szubatomi részecskék tanulmányozása nagyon fontos. A fizikusok a szubatomi részecskéket nézik - neutrínók – jobban megérteni azokat a különböző eseményeket és folyamatokat, amelyekből ezek származnak. A neutrínók tanulmányozása révén ismerjük meg a csillagokat és különösen a Napot. Még sok mindent meg kell tanulni az univerzumról, és a neutrínók működésének megértése a legfontosabb lépés minden fizika és csillagászat iránt érdeklődő tudós számára.

Mik azok a neutrínók?

A neutrínók gőz (és nagyon illékony) részecskék, amelyeknek szinte nincs tömege, nincs elektromos töltésük, és önmagukban bármilyen változás nélkül át tudnak haladni bármilyen típusú anyagon. A neutrínók ezt úgy érhetik el, hogy ellenállnak az extrém körülményeknek és a sűrű környezeteknek, például csillagoknak, bolygóknak és galaxisoknak. A neutrínók egyik fontos tulajdonsága, hogy soha nem lépnek kölcsönhatásba a környezetükben lévő anyagokkal, és ez nagy kihívást jelent az elemzésükben. Ezenkívül három „ízben” léteznek – elektron, tau és müon, és ezek között az ízek között váltanak, amikor oszcillálnak. Ezt „keveredési” jelenségnek nevezik, és ez a legfurcsább kutatási terület a neutrínókkal végzett kísérletek során. A neutrínók legerősebb jellemzője, hogy egyedi információkat hordoznak a pontosságukról származás. Ennek főként az az oka, hogy a neutrínók bár nagy energiájúak, nincs töltésük, így semmilyen erősségű mágneses tér nem érinti őket. A neutrínók eredete nem teljesen ismert. Legtöbbjük a napból származik, de kis részük, különösen a nagy energiájúak, az űr mélyebb területeiről származik. Ez az oka annak, hogy ezeknek a megfoghatatlan vándoroknak a pontos eredete még mindig ismeretlen volt, és „szellemrészecskéknek” nevezik őket.

A nagyenergiájú neutrínó eredete nyomon követhető

A csillagászatban megjelent úttörő ikertanulmányokban TudományA kutatók először sikerült nyomon követniük egy kísérteties szubatomi részecskeneutrínó eredetét, amelyet az Antarktiszon találtak a jég mélyén, miután 3.7 milliárd évet utazott a Földre.1,2. Ez a munka több mint 300 tudós és 49 intézmény együttműködésével valósult meg. A nagyenergiájú neutrínókat az IceCube Neutrino Obszervatórium által a déli sarkon felállított legnagyobb IceCube detektor észlelte a jégrétegek mélyén. Céljuk elérése érdekében 86, egyenként másfél mérföld mélységű lyukat fúrtak a jégbe, amelyeket több mint 5000 fényérzékelőből álló hálózaton osztottak szét, így összesen 1 köbkilométernyi területet fedtek le. Az IceCube detektor, amelyet az Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Alapítványa kezel, egy óriási detektor, amely 86 kábelből áll, amelyeket mély jégig terjedő fúrólyukakba helyeznek. A detektorok rögzítik azt a különleges kék fényt, amely akkor bocsát ki, amikor a neutrínó kölcsönhatásba lép az atommaggal. Sok nagy energiájú neutrínót észleltek, de ezek nyomon követhetetlenek voltak, amíg egy 300 billió elektronvolt energiájú neutrínót sikeresen nem észleltek egy jégsapka alatt. Ez az energia majdnem 50-szer nagyobb, mint a protonok energiája, amelyek a Nagy Hardonütköztetőn keresztül keringenek, amely a bolygó legerősebb részecskegyorsítója. Miután ez az észlelés megtörtént, egy valós idejű rendszer módszeresen összegyűjtötte és összeállította a teljes elektromágneses spektrumra vonatkozó adatokat a Földön és az űrben található laboratóriumokból a neutrínó eredetéről.

A neutrínót sikeresen visszavezették egy világító galaxisra, amelyet „blézernek” neveznek. A Blazer egy gigantikus elliptikus, aktív galaxis két sugárral, amelyek neutrínókat és gamma-sugarakat bocsátanak ki. Középpontjában egy jellegzetes szupermasszív és gyorsan forgó fekete lyuk található, és a galaxis fénysebességgel mozog a Föld felé. A blézer egyik fúvókája ragyogóan fényes, és közvetlenül a földre mutat, így kapta a galaxis nevét. A blézergalaxis az Orion csillagkép bal oldalán található, és ez a távolság körülbelül 4 milliárd fényévre van a Földtől. Neutrinókat és gamma-sugarakat egyaránt észlelt az obszervatórium, valamint összesen 20 teleszkóp a Földön és az űrben. Ez az első tanulmány1 a neutrínók kimutatását mutatta be, egy másik, ezt követő tanulmány2 pedig azt mutatta ki, hogy a blézergalaxis korábban, 2014-ben és 2015-ben is termelte ezeket a neutrínókat. A blézer egyértelműen rendkívül energikus neutrínók és így kozmikus sugarak forrása is.

Úttörő felfedezés a csillagászatban

Ezeknek a neutrínóknak a felfedezése nagy siker, és páratlan módon lehetővé teheti az univerzum tanulmányozását és megfigyelését. A tudósok azt állítják, hogy ez a felfedezés segíthet nekik először visszakeresni a titokzatos kozmikus sugarak eredetét. Ezek a sugarak atomtöredékek, amelyek a Naprendszeren kívülről, fénysebességgel lángolva jönnek le a Földre. Őket hibáztatják azért, mert problémákat okoznak műholdaknak, kommunikációs rendszereknek stb. A neutrínókkal ellentétben a kozmikus sugarak töltött részecskék, így a mágneses mezők folyamatosan befolyásolják és megváltoztatják az útjukat, ami lehetetlenné teszi eredetük visszakövetését. A kozmikus sugarak már régóta a csillagászat kutatásának tárgyát képezik, és bár 1912-ben fedezték fel, a kozmikus sugarak továbbra is nagy rejtély marad.

A jövőben egy nagyobb léptékű neutrínó-obszervatórium, amely hasonló infrastruktúrát használ, mint ebben a tanulmányban, gyorsabb eredményeket érhet el, és több észlelést lehet végezni az új neutrínóforrások feltárására. Ez a több megfigyelés rögzítésével és az elektromágneses spektrumon keresztüli adatok megismerésével végzett tanulmány kulcsfontosságú ahhoz, hogy jobban megértsük a világegyetemet és az azt irányító fizikai mechanizmusokat. Ez a „többküldős” csillagászat kiváló illusztrációja, amely legalább két különböző típusú jelet használ a kozmosz vizsgálatára, ami hatékonyabbá és pontosabbá teszi az ilyen felfedezéseket. Ez a megközelítés segített felfedezni a neutroncsillagok ütközését és a gravitációs hullámokat is a közelmúltban. Ezen hírvivők mindegyike új ismereteket ad nekünk az univerzumról és a légkörben zajló hatalmas eseményekről. Ezenkívül segíthet jobban megérteni azokat a szélsőséges eseményeket, amelyek több millió évvel ezelőtt történtek, és ezek a részecskék a Földre utaztak.

***

{Az eredeti kutatási cikket a hivatkozott forrás(ok) listájában lent található DOI linkre kattintva olvashatja el}

Forrás (ok)

1.The IceCube Collaboration et al. 2018. Több üzenetküldő megfigyelések egy fellobbanó blazárról, amely egybeesik a nagy energiájú IceCube-170922A neutrínóval. Tudomány. 361. (6398) bekezdése alapján. https://doi.org/10.1126/science.aat1378

2. The IceCube Collaboration et al. 2018. Neutrino kibocsátás a TXS 0506+056 blazár irányából az IceCube-170922A riasztás előtt. Tudomány. 361. (6398) bekezdése alapján. https://doi.org/10.1126/science.aat2890

***

SCIEU csapat
SCIEU csapathttps://www.ScientificEuropean.co.uk
Scientific European® | SCIEU.com | Jelentős előrelépések a tudományban. Hatás az emberiségre. Inspiráló elmék.

Iratkozzon fel hírlevelünkre

A legfrissebb hírekkel, ajánlatokkal és külön értesítésekkel kell frissíteni.

Legnépszerűbb cikkek

Nitrogén-oxid (NO): Új fegyver a COVID-19 elleni küzdelemben

A közelmúltban lezárult 2. fázisú klinikai vizsgálatok eredményei...

Az aviptadil csökkentheti a súlyosan beteg COVID-betegek halálozási arányát

2020 júniusában a RECOVERY próba egy csoporttól...

A táplálkozás „mérsékelt” megközelítése csökkenti az egészségügyi kockázatot

Számos tanulmány kimutatta, hogy a különböző étrendi termékek mérsékelt bevitele...
- Reklám -
94,877VentilátorokMint
47,765KövetőKövesse
1,772KövetőKövesse
30ElőfizetőkFeliratkozás