IceCube mendeteksi neutrino berenergi tinggi dari dalam Bima Sakti – Dunia Fisika

Neutrino berenergi tinggi yang muncul dari galaksi Bima Sakti telah terlihat untuk pertama kalinya. Hal ini berdasarkan temuan baru dari Observatorium Neutrino IceCube di Stasiun Kutub Selatan Amundsen–Scott yang membuka jalan baru bagi astronomi multi-messenger dengan mengamati galaksi Bima Sakti dalam bentuk partikel, bukan cahaya.

Neutrino adalah partikel fundamental yang memiliki massa sangat kecil dan hampir tidak berinteraksi dengan materi lain, namun memenuhi alam semesta dengan triliunan partikel yang melewati tubuh Anda tanpa membahayakan setiap detiknya.

Sebelumnya, neutrino yang miliaran kali lebih energik daripada yang dihasilkan oleh reaksi fusi di Matahari kita telah terdeteksi berasal dari sumber ekstragalaksi seperti quasar. Namun, teori memperkirakan bahwa neutrino berenergi tinggi juga akan diproduksi di dalam Bima Sakti.

Ketika para astronom melihat bidang galaksi kita, mereka melihat Bima Sakti diterangi oleh emisi sinar gamma yang dihasilkan ketika sinar kosmik yang terperangkap oleh medan magnet galaksi kita bertabrakan dengan atom-atom di ruang antarbintang. Tabrakan ini juga akan menghasilkan neutrino berenergi tinggi.

Para peneliti kini akhirnya menemukan bukti yang meyakinkan tentang neutrino ini dengan menggunakan teknik pembelajaran mesin untuk menyaring data sepuluh tahun dari Observatorium IceCube Neutrino, yang mencakup sekitar 60 peristiwa neutrino. “[Sama seperti sinar gamma], neutrino yang kami amati tersebar di seluruh bidang galaksi,” katanya Fransiskus Halzen dari Universitas Wisconsin–Madison, yang merupakan peneliti utama IceCube.

Acara bertingkat

Detektor IceCube terbentuk dari satu kilometer kubik es yang terkubur di bawah Kutub Selatan dan dirangkai dengan 5160 sensor optik yang mengamati kilatan cahaya tampak pada kesempatan langka ketika neutrino berinteraksi dengan molekul air-es. Ketika peristiwa neutrino terjadi, neutrino akan meninggalkan jalur memanjang atau “peristiwa kaskade” yang mana energi neutrino terkonsentrasi dalam volume bola kecil di dalam es.

Ketika sinar kosmik berinteraksi dengan materi di medium antarbintang, sinar tersebut menghasilkan pion berumur pendek yang cepat membusuk. “Pion bermuatan meluruh menjadi neutrino yang terdeteksi oleh IceCube dan pion netral meluruh menjadi dua sinar gamma yang diamati oleh Fermi [Teleskop Luar Angkasa Sinar Gamma] [NASA],” kata Halzen Dunia Fisika.

Neutrino sebelumnya tidak terdeteksi karena mereka tenggelam oleh sinyal latar belakang neutrino dan muon yang disebabkan oleh interaksi sinar kosmik yang lebih dekat dengan bumi, di atmosfer bumi.

IceCube mendeteksi neutrino berenergi tinggi dari inti galaksi aktif

Latar belakang ini meninggalkan jejak yang masuk ke detektor, sedangkan neutrino berenergi lebih tinggi dari Bima Sakti lebih cenderung menghasilkan peristiwa kaskade. Algoritme pembelajaran mesin yang dikembangkan oleh para ilmuwan IceCube di TU Dortmund University di Jerman hanya mampu memilih peristiwa kaskade, menghilangkan sebagian besar gangguan lokal dan memungkinkan sinyal dari Bima Sakti menonjol.

Meskipun lebih sulit untuk memperoleh informasi tentang arah datangnya neutrino dalam peristiwa kaskade, Halzen mengatakan bahwa peristiwa kaskade dapat direkonstruksi dengan presisi “lima derajat atau lebih”. Meskipun hal ini menghalangi identifikasi sumber neutrino spesifik di Bima Sakti, Halzen mengatakan bahwa pengamatan pola radiasi dari galaksi dan mencocokkannya dengan sinar gamma yang diamati oleh teleskop luar angkasa Fermi sudah cukup.

Langkah selanjutnya yang dilakukan tim adalah mencoba dan mengidentifikasi sumber neutrino spesifik di Bima Sakti. Hal ini dapat dimungkinkan dengan nama IceCube yang diperbarui Gen2, yang akan meningkatkan ukuran area detektor menjadi sepuluh kilometer kubik es ketika beroperasi penuh pada tahun 2032.

Temuan ini dipublikasikan di Ilmu.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Otomotif / EV, Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• BlockOffset. Modernisasi Kepemilikan Offset Lingkungan. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/icecube-detects-high-energy-neutrinos-from-within-the-milky-way/