ניטרינו אולטרה-רלטיביסטי המופצים לחלל במהלך התפרצויות קרני גמא מואטים על ידי השפעות הכבידה הקוונטית. זו המסקנה של פיזיקאים באיטליה, פולין ונורבגיה, שזיהו שבעה ניטרינו שהגיעו לכדור הארץ מאוחר מהצפוי, בהשוואה לקרני הגמא הנלוות להם.
תורת הקוונטים עושה עבודה נפלאה בתיאור אינטראקציות הכוללות שלושה מתוך ארבעת כוחות הטבע הידועים. עם זאת, אין היום תיאוריה שמתארת בצורה מספקת את הטבע הקוונטי של כוח הכבידה. בעוד שהוצעו תיאוריות של כוח הכבידה הקוונטית, הן נוטות ליצור תחזיות שאינן ניתנות כעת לבדיקה על ידי ניסוי או תצפית.
תחזית אחת שיש לפיזיקאים סיכוי לאשר היום היא שחלקיקים הנעים קרוב מאוד למהירות האור יאבדו אנרגיה בגלל אפקט כבידה קוונטי. ככל שהחלקיק זז מהר יותר, כך האפקט מתגבר. אמנם ההשפעה קטנה ביותר, אך אם החלקיקים נוצרים באירוע אסטרופיזי במרחק של מיליארדי שנות אור, התוצאה המצטברת תהיה עיכוב שניתן למדוד כאשר החלקיקים מגיעים לכדור הארץ.
ניטרינו מאוחרים
כעת, צוות בראשותו ג'ובאני אמלינו-קמליה מאוניברסיטת נאפולי חיפשו את ההשפעה הזו בנתוני נייטרינו שנאספו על ידי מצפה ניוטרינו IceCube. ממוקם בקוטב הדרומי, המצפה מזהה נויטרינו כאשר הם מקיימים מדי פעם אינטראקציה בתוך קילומטר מעוקב של קרח.
החוקרים זיהו שבעה ניטרינו שיש להם סבירות גבוהה להגיע מהתפרצויות קרני גמא. אלו הם אירועים אנרגטיים מאוד שנוצרים על ידי הסופרנובות של הכוכבים המסיביים ביותר, או על ידי כוכבי נויטרונים מתנגשים. קרני גמא מההתפרצויות הספציפיות הללו זוהו גם על ידי נאס"א טלסקופ חלל קרני גמא פרמי.
למרבה הפלא, נראה שהניטרינו הללו הגיעו לכדור הארץ עד שלושה ימים לאחר גילוי קרני הגמא, מה שמרמז שמשהו עיכב אותם. העיכוב של שלושה ימים צפוי לחלקיקים בעלי אנרגיות של עד 500 TeV. לשם השוואה, ניטרינו עם אנרגיות גבוהות יותר של עד 2 PeV ידרשו חלון השהייה של 12 יום, שהוא ארוך מכדי לזהות אותם בצורה חיובית עם פרץ קרני גמא ספציפי.
אמלינו-קמליה מסבירה, "החלקיקים מקבלים את התרומה הנוספת הזו למהירות שלהם, שהיא שלילית, והיא גדלה בגודלה ככל שהאנרגיה שלהם גדלה".
מיקום, מיקום
עם זאת, לא כולם משוכנעים. טפי קטורי מקינגס קולג' בלונדון, שלא היה מעורב בעבודה, מציין כי שבעת הנייטרינו המועמדים הם כולם מסוג "מפל". באירוע מפל, נייטרינו נכנס למצפה IceCube ומפקיד את כל האנרגיה שלו באזור קטן וכדורי מה שמקשה לקבוע את הכיוון ממנו הגיע הנייטרינו. זה בניגוד ל"אירוע מסלול", שמייצר אות המצביע חזרה לנקודת המוצא של הנייטרינו בקוסמוס.
"אנחנו לא יודעים מאיפה הנייטרינים האלה מגיעים בדיוק", מסביר קטורי.
ואכן, אפילו לא ברור שהתפרצויות קרני גמא אכן מייצרות מספר לא מבוטל של ניטרינו. קטורי מצטט עבודה קודמת מתאר חיפוש אחר ניטרינו מהתפרצויות קרני גמא שלא הצליח למצוא מתאם בין השניים. עם זאת, הוא מקבל שהחיפוש הזה לא לקח בחשבון עיכובים כלשהם שנגרמו כתוצאה מהשפעות כבידה קוונטיות.
בשנת 2022, קטורי - שהוא חלק משיתוף הפעולה של IceCube - היה מוביל מדעי ניסוי נוסף מחפש השפעות כבידה קוונטיות בניטרינו. באופן ספציפי, מחקר זה בחן כיצד כוח הכבידה הקוונטי יכול להשפיע על תנודות הנייטרינו.
הניטרינו מגיעים בשלושה "טעמים" שונים - אלקטרון, מיאון וטאו - והחלקיקים יכולים לנוע מטעם אחד למשנהו. למרות שהניסוי לא מצא ראיות לכוח הכבידה הקוונטית המשפיעה על תנודות ניטרינו, זה היה הניסוי הראשון שחקר את התנודות הללו ברמה שבה הכבידה הקוונטית צריכה להיות רלוונטית. ככזה, הניסוי הצליח להטיל אילוצים על מודלים קוונטיים-כבידה המנבאים שינויים בתנודות.
השלכות על קוסמולוגיה
אם הכבידה הקוונטית אכן מאיטה את הנייטרינים, גם אמלינו-קמליה וגם קטורי מסכימים שהתצפית תהיה צעד גדול קדימה בהבנת הכבידה הקוונטית ותפקידה בהתפתחות היקום.
עם זאת, מציינת אמלינו-קמליה, "אם ההשפעה קיימת רק עבור ניטרינו וחלקיקי ספין חצי שלם אחרים, אז ההשלכות על הקוסמולוגיה עשויות להיות מינוריות".
כבידה קוונטית תוכל להיבדק בקרוב באמצעות אטומים קרים במיוחד
עבור קטורי, התוצאה המשמעותית ביותר של אישור עיכוב היא שהפיזיקאים יכולים להשתמש בו כדי לחשב את גודל אפקט הכבידה הקוונטי. זה יאפשר לפיסיקאים להעריך מודלים מתחרים של כוח הכבידה הקוונטית - ולעשות את הצעד הבא ולתכנן ניסויים ומצפיות כדי למדוד את ההשפעה בצורה מדויקת יותר.
"עדיין יש פער בין מודלים של פנומנולוגיה קוונטית-כבידה לתיאוריות קוונטיות-כבידה", אומר קטורי. "אני חושב שמילוי הפער הזה הוא מאתגר [אבל] מציאת כל אפקט המונע על ידי קוונטים הוא הצעד הראשון."
החיפוש אחר ניטרינו מהתפרצויות קרני גמא ירוויח מהבנייה של IceCube-Gen2, מה שיגדיל את נפח הגלאי לשמונה קילומטרים מעוקבים של קרח, וישפר את יכולתו של המצפה לאתר את מקורות הנייטרינים.
המחקר מתואר ב טבע אסטרונומיה.
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- EVM Finance. ממשק מאוחד למימון מבוזר. גישה כאן.
- Quantum Media Group. IR/PR מוגבר. גישה כאן.
- PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
- מקור: https://physicsworld.com/a/is-quantum-gravity-slowing-down-neutrinos/
- :הוא
- :לֹא
- :איפה
- $ למעלה
- 160
- 2022
- 500
- 90
- a
- יכולת
- יכול
- AC
- מקבל
- חֶשְׁבּוֹן
- כראוי
- להשפיע על
- משפיע
- לאחר
- תעשיות
- להתיר
- גם
- למרות
- an
- ו
- אחר
- כל
- לְהוֹפִיעַ
- ARE
- AS
- At
- רָחוֹק
- בחזרה
- BE
- כי
- היה
- תועלת
- בֵּין
- מיליארדים
- שניהם
- אבל
- by
- לחשב
- הגיע
- CAN
- מועמד
- לא יכול
- מפלה
- גרם
- אתגר
- סיכוי
- ברור
- שיתוף פעולה
- מִכלָלָה
- איך
- מגיע
- חבר
- לעומת
- השוואה
- מתחרה
- מסקנה
- אילוצים
- בניה
- תרומה
- משוכנע
- מתאם
- קוסמולוגיה
- קוסמוס
- יכול
- נוצר
- כיום
- נתונים
- ימים
- עיכוב
- נדחה
- עיכובים
- פיקדונות
- מְתוּאָר
- עיצוב
- זוהה
- לקבוע
- DID
- אחר
- קשה
- כיוון
- do
- עושה
- לא
- מטה
- בְּמַהֲלָך
- כדור הארץ
- השפעה
- תופעות
- או
- אנרגיה
- משופר
- נכנס
- להעריך
- אֲפִילוּ
- אירוע
- אירועים
- כולם
- עדות
- אבולוציה
- בדיוק
- צפוי
- לְנַסוֹת
- ניסויים
- מסביר
- נוסף
- מאוד
- נכשל
- פנטסטי
- מהר יותר
- מְלִית
- מציאת
- ראשון
- בעד
- כוחות
- קדימה
- מצא
- ארבע
- החל מ-
- קרני גמא
- פער
- לקבל
- כבידה
- כוח משיכה
- גדל
- היה
- יש
- he
- גָבוֹהַ
- גבוה יותר
- מאוד
- איך
- אולם
- HTML
- HTTPS
- קרח
- מזוהה
- לזהות
- if
- תמונה
- השלכות
- שהוטל
- שיפור
- in
- להגדיל
- מידע
- אינטראקציה
- יחסי גומלין
- אל תוך
- לערב
- מעורב
- סוגיה
- IT
- איטליה
- שֶׁלָה
- עבודה
- jpg
- לדעת
- ידוע
- מאוחר יותר
- עוֹפֶרֶת
- הוביל
- רמה
- אוֹר
- ממוקם
- לונדון
- ארוך
- נראה
- הסתכלות
- להפסיד
- גדול
- לעשות
- עשייה
- מסיבי
- max-width
- למדוד
- נמדד
- יכול
- מודלים
- יותר
- רוב
- נע
- נאס"א
- טבע
- ליד
- שלילי
- נויטרינו
- כוכבי ניוטרונים
- הבא
- לא
- נורווגיה
- מספר
- מצפה כוכבים
- of
- on
- ONE
- רק
- or
- מָקוֹר
- אחר
- הַחוּצָה
- תוֹצָאָה
- חלק
- חלקיק
- פיסיקה
- עולם הפיזיקה
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- נקודה
- נקודות
- פולין
- בדיוק
- לחזות
- נבואה
- התחזיות
- בדיקה
- לייצר
- מיוצר
- ייצור
- מוּצָע
- קוונטית
- באזור
- רלוונטי
- לדרוש
- מחקר
- חוקרים
- תוצאה
- תפקיד
- אומר
- מדע
- חיפוש
- שבע
- צריך
- לאותת
- משמעותי
- מידה
- מאט
- קטן
- משהו
- בקרוב
- דרום
- מֶרחָב
- טלסקופ חלל
- ספציפי
- במיוחד
- מְהִירוּת
- לְסוֹבֵב
- כוכבים
- שלב
- עוד
- לימוד
- כזה
- לקחת
- נבחרת
- טלסקופ
- נבדק
- מֵאֲשֶׁר
- זֶה
- השמיים
- שֶׁלָהֶם
- אותם
- אז
- התאוריה
- שם.
- אלה
- הֵם
- לחשוב
- זֶה
- שְׁלוֹשָׁה
- שלושה ימים
- תמונה ממוזערת
- ל
- היום
- גַם
- נָכוֹן
- שתיים
- הבנה
- עולם
- אוניברסיטה
- בניגוד
- להשתמש
- באמצעות
- מאוד
- כֶּרֶך
- היה
- היו
- מתי
- אשר
- בזמן
- מי
- יצטרך
- עם
- בתוך
- תיק עבודות
- עוֹלָם
- היה
- זפירנט