Az IceCube a Tejútrendszeren belülről érzékeli a nagy energiájú neutrínókat – Fizikai világ

Először észleltek nagy energiájú neutrínókat a Tejútrendszer galaxisából. Ez az új megállapítások szerint a IceCube Neutrino Obszervatórium az Amundsen–Scott Déli-sark állomáson, amely a több hírvivős csillagászat új sugárútját nyitja meg azáltal, hogy a Tejút-galaxist részecskékben, nem pedig fényben figyeli meg.

A neutrínók alapvető részecskék, amelyek nagyon kicsi tömegűek, és alig lépnek kölcsönhatásba más anyagokkal, de megtöltik az univerzumot trilliókkal, amelyek másodpercenként ártalmatlanul áthaladnak a testeden.

Korábban extragalaktikus forrásokból, például kvazárokból származó neutrínókat észleltek, amelyek több milliárdszor energikusabbak, mint a Napunkon belüli fúziós reakciók során keletkező neutrínók. Az elmélet azonban azt jósolja, hogy a Tejútrendszeren belül is nagy energiájú neutrínókat kell előállítani.

Amikor a csillagászok a galaxisunk síkját nézik, azt látják, hogy a Tejútrendszer gamma-sugárzással világít meg, amely akkor keletkezik, amikor a galaxisunk mágneses mezeje által csapdába esett kozmikus sugarak ütköznek a csillagközi térben lévő atomokkal. Ezeknek az ütközéseknek nagy energiájú neutrínókat is kell eredményezniük.

A kutatók most végre meggyőző bizonyítékot találtak ezekre a neutrínókra azáltal, hogy gépi tanulási technikák segítségével átszűrték az IceCube Neutrino Observatory tíz évnyi adatait, amelyek mintegy 60 000 neutrínóeseményt foglalnak magukban. „[Akárcsak a gamma-sugarak], az általunk megfigyelt neutrínók a galaktikus síkon eloszlanak” – mondja. Francis Halzen a Wisconsin-Madison Egyetem munkatársa, aki az IceCube vezető kutatója.

Kaszkád események

Az IceCube detektor egy köbkilométernyi jégből áll, amely a Déli-sark alatt van eltemetve, és 5160 optikai érzékelővel van felfűzve, amelyek figyelik a látható fény felvillanását azon ritka esetekben, amikor egy neutrínó kölcsönhatásba lép egy víz-jég molekulával. Amikor egy neutrínó esemény bekövetkezik, a neutrínó vagy egy hosszúkás pályát hagy el, vagy egy „kaszkád eseményt”, amelynek során a neutrínó energiája egy kis, gömb alakú térfogatban koncentrálódik a jégben.

Amikor a kozmikus sugarak kölcsönhatásba lépnek a csillagközi közegben lévő anyaggal, rövid életű pionokat termelnek, amelyek gyorsan lebomlanak. „A töltött pionok az IceCube által észlelt neutrínókká bomlanak, a semleges pionok pedig két gammasugárrá bomlanak le, amelyet a NASA Fermi [gamma-űrtávcsője] észlel” – mondta Halzen. Fizika Világa.

A neutrínókat korábban nem észlelték, mert elnyomta őket a neutrínók és müonok háttérjele, amelyet a kozmikus sugárzás kölcsönhatásai okoztak sokkal közelebb, a Föld légkörében.

Az IceCube egy aktív galaktikus magból származó nagy energiájú neutrínókat észlel

Ez a háttér nyomokat hagy, amelyek belépnek a detektorba, míg a Tejútrendszerből származó nagyobb energiájú neutrínók nagyobb valószínűséggel idéznek elő kaszkád eseményeket. A németországi TU Dortmundi Egyetem IceCube tudósai által kifejlesztett gépi tanulási algoritmus csak a lépcsőzetes eseményeket tudta kiválasztani, eltávolítva a helyi interferencia nagy részét, és lehetővé tette a Tejútrendszerből származó jelek kiemelését.

Noha nehezebb információt szerezni arról, hogy a neutrínó milyen irányból érkezett egy kaszkád esemény során, Halzen szerint a kaszkád események „öt fokos” pontossággal rekonstruálhatók. Bár ez kizárja a Tejútrendszer neutrínóinak konkrét forrásainak azonosítását, Halzen szerint elegendő megfigyelni a galaxis sugárzási mintáját, és összevetni azt a Fermi űrteleszkóp által megfigyelt gammasugárzással.

A csapat következő lépése az, hogy megpróbálja azonosítani a Tejútrendszer neutrínóforrásait. Ez lehetséges lehet a megújult IceCube néven Gen2, amely 2032-re teljesen működőképessé teszi a detektor területét tíz köbkilométer jégre növeli.

Az eredményeket közzéteszik Tudomány.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Autóipar / elektromos járművek, Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• BlockOffsets. A környezetvédelmi ellentételezési tulajdon korszerűsítése. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/icecube-detects-high-energy-neutrinos-from-within-the-milky-way/