IceCube обнаруживает высокоэнергетические нейтрино из Млечного Пути

Впервые обнаружены нейтрино высоких энергий, исходящие из галактики Млечный Путь. Это согласно новым данным, полученным от Нейтринная обсерватория IceCube на Южнополярной станции Амундсена-Скотта, которые открывают новый путь в астрономии с несколькими посыльными, наблюдая галактику Млечный Путь в частицах, а не в свете.

Нейтрино — это фундаментальные частицы, которые имеют очень маленькую массу и почти не взаимодействуют с другим веществом, но они наполняют Вселенную триллионами, безвредно проходящим через ваше тело каждую секунду.

Ранее было обнаружено, что нейтрино, в миллиарды раз более энергичные, чем те, которые образуются в результате термоядерных реакций на нашем Солнце, исходят из внегалактических источников, таких как квазары. Однако теория предсказывает, что нейтрино высоких энергий также должны рождаться в Млечном Пути.

Когда астрономы смотрят на плоскость нашей галактики, они видят Млечный Путь, освещенный гамма-излучением, возникающим, когда космические лучи, захваченные магнитным полем нашей галактики, сталкиваются с атомами в межзвездном пространстве. Эти столкновения также должны производить нейтрино высокой энергии.

Исследователи, наконец, нашли убедительные доказательства существования этих нейтрино, используя методы машинного обучения для просеивания десятилетних данных Нейтринной обсерватории IceCube, которые включают около 60 000 нейтринных событий. «[Как и гамма-лучи], нейтрино, которые мы наблюдаем, распределяются по всей галактической плоскости», — говорит Фрэнсис Халзен из Университета Висконсин-Мэдисон, который является главным исследователем IceCube.

Каскадные события

Детектор IceCube состоит из кубического километра льда, погребенного под Южным полюсом, и пронизан 5160 оптическими датчиками, которые следят за вспышками видимого света в тех редких случаях, когда нейтрино взаимодействует с молекулой водяного льда. Когда происходит нейтринное событие, нейтрино оставляет либо удлиненный след, либо «каскадное событие», при котором энергия нейтрино концентрируется в небольшом сферическом объеме внутри льда.

Когда космические лучи взаимодействуют с веществом в межзвездной среде, они производят короткоживущие пионы, которые быстро распадаются. «Заряженные пионы распадаются на нейтрино, обнаруженные IceCube, а нейтральные пионы распадаются на два гамма-луча, наблюдаемых космическим гамма-телескопом [НАСА] Fermi», — сказал Халзен. Мир физики.

Ранее нейтрино оставались незамеченными, потому что они были заглушены фоновым сигналом нейтрино и мюонов, вызванным взаимодействием космических лучей гораздо ближе к дому, в атмосфере Земли.

IceCube обнаруживает высокоэнергетические нейтрино от активного ядра галактики

Этот фон оставляет следы, которые проникают в детектор, тогда как нейтрино более высоких энергий из Млечного Пути с большей вероятностью вызывают каскадные события. Алгоритм машинного обучения, разработанный учеными IceCube из Технического университета Дортмунда в Германии, смог выбрать только каскадные события, устранив большую часть местных помех и позволив сигналу из Млечного Пути выделиться.

Хотя получить информацию о направлении, откуда пришел нейтрино в каскадном событии, сложнее, Халцен говорит, что каскадные события могут быть реконструированы с точностью «пять градусов или около того». Хотя это не позволяет идентифицировать конкретные источники нейтрино в Млечном Пути, Халцен говорит, что достаточно наблюдать диаграмму излучения галактики и сопоставить ее с диаграммой гамма-лучей, наблюдаемой космическим телескопом Ферми.

Следующим шагом для команды будет попытка определить конкретные источники нейтрино в Млечном Пути. Это стало возможным благодаря обновленному IceCube, названному Gen2, что увеличит площадь детектора до десяти кубических километров льда, когда он заработает на полную мощность к 2032 году.

Результаты опубликованы в Наука.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Автомобили / электромобили, Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• Смещения блоков. Модернизация права собственности на экологические компенсации. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/icecube-detects-high-energy-neutrinos-from-within-the-milky-way/