Потеклото на високата енергија неутрино беа следени за прв пат, решавајќи важна астрономска мистерија
За да разберете и научите повеќе енергија или материја, проучувањето на мистериозните субатомски честички е многу клучно. Физичарите ги разгледуваат субатомските честички - неутрина – да се здобијат со понатамошно разбирање за различните настани и процеси од кои тие потекнуваат. Знаеме за ѕвездите, а особено за сонцето со проучување неутрина. Има многу повеќе да се научи за универзумот и разбирањето како функционираат неутрината е најважниот чекор за секој научник заинтересиран за физика и астрономија.
Што се неутрина?
Неутрините се парни (и многу испарливи) честички без речиси никаква маса, без електричен полнеж и можат да поминат низ секаков вид материја без никаква промена сами по себе. Неутрините можат да го постигнат ова со издржување на екстремни услови и густи средини како ѕвезди, планетата галаксии. Важна карактеристика на неутрините е тоа што тие никогаш не комуницираат со материјата во нивната околина и тоа ги прави многу предизвикувачки за анализа. Исто така, тие постојат во три „вкусови“ – електрон, тау и мион и тие се префрлаат помеѓу овие вкусови кога тие се осцилираат. Ова се нарекува феномени на „мешање“ и ова е најчудната област на проучување кога се спроведуваат експерименти на неутрина. Најсилните карактеристики на неутрината е тоа што тие носат единствени информации за нивното точно потекло. Ова е главно затоа што неутрината се иако многу енергични, тие немаат полнеж и затоа остануваат незасегнати од магнетни полиња со каква било моќ. Потеклото на неутрината не е целосно познато. Повеќето од нив доаѓаат од сонцето, но мал број, особено оние со висока енергија доаѓаат од подлабоките региони на простор. Ова е причината што точното потекло на овие неостварливи скитници сè уште беше непознато и тие се нарекуваат „честички духови“.
Се следи потеклото на високоенергетското неутрино
Во револуционерните студии на близнаци во астрономијата објавени во наукаИстражувачите за прв пат го следеа потеклото на сенишната субатомска честичка неутрино која беше пронајдена длабоко во мразот на Антарктикот откако патуваше 3.7 милијарди години до планетата Земјата1,2. Оваа работа е постигната со соработка на над 300 научници и 49 институции. Високо-енергетските неутрина беа откриени со најголемиот детектор на IceCube поставен на Јужниот пол од опсерваторијата IceCube Neutrino длабоко во слоевите на мразот. За да се постигне нивната цел, 86 дупки беа дупчени во мраз, секоја длабока една и пол милја, и се шират на мрежа од повеќе од 5000 светлосни сензори, покривајќи на тој начин вкупна површина од 1 кубен километар. Детекторот IceCube, управуван од Националната научна фондација на САД, е џиновски детектор кој се состои од 86 кабли кои се ставени во дупнатини кои се протегаат до длабок мраз. Детекторите ја снимаат специјалната сина светлина што се емитува кога неутриното ќе комуницира со атомското јадро. Беа откриени многу високоенергетски неутрина, но тие не можеа да се следат додека неутрино со енергија од 300 трилиони електрон волти не беше успешно откриено под ледената капа. Оваа енергија е речиси 50 пати поголема од енергијата на протоните кои кружат низ големиот хардонски судирач кој е најмоќниот забрзувач на честички на овој планетата. Откако беше направено ова откривање, систем во реално време методично собираше и состави податоци, за целиот електромагнетен спектар, од лабораториите на Земјата и во простор за потеклото на ова неутрино.
Неутриното беше успешно следено назад до прозрачна галаксија познат како „блејзер“. Блејзер е џиновски елипсовиден активен галаксија со два млазови кои емитуваат неутрина и гама зраци. Има карактеристична супермасивна и брзо вртење Црна дупка во неговиот центар и галаксија се движи кон Земјата околу брзината на светлината. Еден од млазовите на блејзерот е со вжештен светол карактер и покажува директно на земјата што го дава ова галаксија неговото име. Блејзерот галаксија се наоѓа лево од соѕвездието Орион и ова растојание е околу 4 милијарди светлосни години од Земјата. И неутрината и гама зраците беа откриени од опсерваторијата и исто така вкупно 20 телескопи на Земјата и во простор. Оваа прва студија1 покажа откривање на неутрина, а втората последователна студија2 покажа дека блејзерот галаксија ги произведе овие неутрина порано, исто така, во 2014 и 2015 година. Блејзерот е дефинитивно извор на исклучително енергични неутрина, а со тоа и на космички зраци.
Револуционерно откритие во астрономијата
Откривањето на овие неутрина е голем успех и може да овозможи проучување и набљудување на универзумот на неспоредлив начин. Научниците наведуваат дека ова откритие би можело да им помогне за прв пат да го следат потеклото на мистериозните космички зраци. Овие зраци се фрагменти од атоми кои се спуштаат на Земјата од надвор од Сончевиот систем пламнувајќи со брзината на светлината. Тие се обвинети за предизвикување проблеми на сателитите, комуникациските системи итн. За разлика од неутрината, космичките зраци се наелектризирани честички, така што магнетните полиња продолжуваат да влијаат и да го менуваат нивниот пат и тоа го прави невозможно да се следи нивното потекло. Космичките зраци се предмет на истражување во астрономијата долго време и иако биле откриени во 1912 година, космичките зраци остануваат голема мистерија.
Во иднина, опсерваторијата на неутрино во поголем обем користејќи слична инфраструктура како што се користи во оваа студија може да постигне побрзи резултати и да се направат повеќе откривања за да се откријат нови извори на неутрина. Оваа студија направена со снимање на повеќе набљудувања и согледување на податоците низ електромагнетниот спектар е од клучно значење за понатамошно разбирање на универзумот механизмите на физиката кои управуваат со него. Тоа е главна илустрација на астрономијата со „повеќе гласници“ која користи најмалку два различни типа на сигнали за да го испита космосот што го прави помоќен и попрецизен во овозможување на такви откритија. Овој пристап помогна да се открие судирот на неутронска ѕвезда и исто така гравитациони бранови во блиското минато. Секој од овие гласници ни дава ново знаење за универзумот и моќни настани во атмосферата. Исто така, може да помогне во разбирањето повеќе за екстремните настани што се случиле пред милиони години, поставувајќи ги овие честички да го направат своето патување до Земјата.
***
{Можете да го прочитате оригиналниот истражувачки труд со кликнување на врската DOI дадена подолу во списокот со цитирани извори}
Извор (и)
1. The IceCube Collaboration и сор. 2018. Повеќемесинџерски набљудувања на блазар кој се совпаѓа со високоенергетското неутрино IceCube-170922A. наука. 361 (6398). https://doi.org/10.1126/science.aat1378
2. The IceCube Collaboration et al. 2018 година. наука. 361 (6398). https://doi.org/10.1126/science.aat2890
***
