Ultrarelativistični nevtrini, ki jih med izbruhi žarkov gama izstrelijo v vesolje, upočasnijo učinki kvantne gravitacije. To je zaključek fizikov iz Italije, Poljske in Norveške, ki so opazili sedem nevtrinov, ki so prispeli na Zemljo pozneje, kot je bilo pričakovano, v primerjavi s svojimi spremljevalci žarki gama.
Kvantna teorija opravlja fantastično delo pri opisovanju interakcij, ki vključujejo tri od štirih znanih naravnih sil. Vendar danes ni teorije, ki bi ustrezno opisala kvantno naravo gravitacije. Čeprav so bile predlagane teorije kvantne gravitacije, se nagibajo k napovedim, ki jih trenutno ni mogoče preizkusiti z eksperimentom ali opazovanjem.
Ena od napovedi, ki jo imajo fiziki danes možnost potrditi, je, da bodo delci, ki se gibljejo zelo blizu svetlobne hitrosti, izgubili energijo zaradi kvantnega gravitacijskega učinka. Hitreje kot se delec giblje, bolj je učinek okrepljen. Čeprav je učinek izredno majhen, bi bil kumulativni rezultat, če bi delci nastali v astrofizičnem dogodku milijarde svetlobnih let stran, zamuda, ki bi jo lahko izmerili, ko delci prispejo na Zemljo.
Pozni nevtrini
Zdaj pa ekipa, ki jo vodi Giovanni Amelino-Camelia Univerze v Neaplju so iskali ta učinek v podatkih o nevtrinih, ki jih je zbrala Nevtrinski observatorij IceCube. Observatorij, ki se nahaja na južnem polu, zazna nevtrine, ko le-ti občasno medsebojno delujejo znotraj kubičnega kilometra ledu.
Raziskovalci so identificirali sedem nevtrinov, za katere obstaja velika verjetnost, da izvirajo iz izbruhov sevanja gama. To so visoko energijski dogodki, ki jih povzročijo supernove najmasivnejših zvezd ali trki nevtronskih zvezd. Žarke gama iz teh posebnih izbruhov je zaznala tudi NASA Fermijev vesoljski teleskop gama žarkov.
Zanimivo je, da se zdi, da so ti nevtrini prispeli na Zemljo do tri dni po zaznavi žarkov gama, kar nakazuje, da jih je nekaj zadržalo. Tridnevni zamik je pričakovan za delce z energijami do 500 TeV. Za primerjavo bi nevtrini z višjo energijo do 2 PeV zahtevali 12-dnevno okno zakasnitve, kar je predolgo, da bi jih lahko pozitivno identificirali s specifičnim izbruhom žarkov gama.
Amelino-Camelia pojasnjuje: "Delci dobijo ta dodaten prispevek k svoji hitrosti, ki je negativen, in raste v velikosti, ko raste njihova energija."
Lokacija, lokacija
Vendar pa niso vsi prepričani. Teppei Katori s Kings College London, ki ni bil vključen v delo, poudarja, da je vseh sedem kandidatnih nevtrinov "kaskadnega tipa". V kaskadnem dogodku nevtrino vstopi v observatorij IceCube in odloži vso svojo energijo v majhno sferično območje, zaradi česar je težko določiti smer, iz katere prihaja nevtrino. To ni podobno "sledilnemu dogodku", ki proizvaja signal, ki kaže nazaj na točko izvora nevtrina v kozmosu.
»Ne vemo, od kod natančno prihajajo ti nevtrini,« pojasnjuje Katori.
Pravzaprav sploh ni jasno, ali izbruhi sevanja gama dejansko proizvajajo znatno število nevtrinov. Katori navaja prejšnje delo ki opisuje iskanje nevtrinov iz izbruhov sevanja gama, pri katerem ni bilo mogoče najti korelacije med obema. Vendar priznava, da to iskanje ni upoštevalo nobenih zamud, ki bi jih povzročili učinki kvantne gravitacije.
Leta 2022 je bila Katori – ki je del kolaboracije IceCube – vodja znanosti na drug poskus iskanje učinkov kvantne gravitacije v nevtrinih. Natančneje, ta študija je preučevala, kako lahko kvantna gravitacija vpliva na oscilacije nevtrinov.
Nevtrini so v treh različnih "okusih" - elektron, mion in tau - in delci lahko nihajo od enega okusa do drugega. Čeprav poskus ni našel nobenih dokazov o vplivu kvantne gravitacije na oscilacije nevtrinov, je bil to prvi poskus, ki je ta nihanja preiskoval na ravni, kjer bi morala biti kvantna gravitacija pomembna. Kot tak je poskus lahko naložil omejitve na modele kvantne gravitacije, ki napovedujejo variacije v nihanjih.
Posledice za kozmologijo
Če kvantna gravitacija res upočasnjuje nevtrine, se Amelino-Camelia in Katori strinjata, da bi bilo opazovanje velik korak naprej pri razumevanju kvantne gravitacije in njene vloge v razvoju vesolja.
Vendar pa Amelino-Camelia poudarja: "Če je učinek prisoten le pri nevtrinih in drugih delcih s polcelim spinom, potem so lahko posledice za kozmologijo majhne."
Kvantno gravitacijo bi lahko kmalu preizkusili z ultrahladnimi atomi
Za Katori je najpomembnejši rezultat potrditve zamude ta, da bi jo fiziki lahko uporabili za izračun velikosti učinka kvantne gravitacije. To bi fizikom omogočilo, da ovrednotijo konkurenčne modele kvantne gravitacije – in da naredijo naslednji korak ter oblikujejo poskuse in observatorije za natančnejše merjenje učinka.
»Med s kvantno gravitacijo motiviranimi fenomenološkimi modeli in teorijami kvantne gravitacije še vedno obstaja vrzel,« pravi Katori. "Mislim, da je zapolnjevanje te vrzeli izziv [vendar] je prvi korak najti kakršen koli učinek, ki ga motivira kvantna gravitacija."
Iskanje nevtrinov iz izbruhov sevanja gama bo imelo koristi od konstrukcije IceCube-Gen2, ki bo povečal velikost detektorske prostornine na osem kubičnih kilometrov ledu, kar bo izboljšalo sposobnost observatorija za natančno določanje izvora nevtrinov.
Raziskava je opisana v Narava astronomija.
- Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
- EVM Finance. Poenoten vmesnik za decentralizirane finance. Dostopite tukaj.
- Quantum Media Group. IR/PR ojačan. Dostopite tukaj.
- PlatoAiStream. Podatkovna inteligenca Web3. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
- vir: https://physicsworld.com/a/is-quantum-gravity-slowing-down-neutrinos/
- : je
- :ne
- :kje
- $GOR
- 160
- 2022
- 500
- 90
- a
- sposobnost
- Sposobna
- AC
- Sprejema
- Račun
- ustrezno
- vplivajo
- vplivajo
- po
- vsi
- omogočajo
- Prav tako
- Čeprav
- an
- in
- Še ena
- kaj
- zdi
- SE
- AS
- At
- stran
- nazaj
- BE
- ker
- bilo
- koristi
- med
- milijardah
- tako
- vendar
- by
- izračun
- prišel
- CAN
- Kandidat
- ne more
- slapovi
- povzročilo
- izziv
- priložnost
- jasno
- sodelovanje
- College
- kako
- prihajajo
- spremljevalec
- v primerjavi z letom
- Primerjava
- tekmuje
- Sklenitev
- omejitve
- Gradbeništvo
- Prispevek
- Prepričan
- Korelacija
- Kozmologija
- Cosmos
- bi
- ustvaril
- Trenutno
- datum
- Dnevi
- zamuda
- Zamujena
- zamude
- vloge
- opisano
- Oblikovanje
- Zaznali
- Ugotovite,
- DID
- drugačen
- težko
- smer
- do
- ne
- dont
- navzdol
- med
- Zemlja
- učinek
- Učinki
- bodisi
- energija
- okrepljeno
- Vstopi
- oceniti
- Tudi
- Event
- dogodki
- vsi
- dokazi
- evolucija
- točno
- Pričakuje
- poskus
- Poskusi
- Pojasni
- dodatna
- izredno
- ni uspelo
- fantastičen
- hitreje
- polnjenje
- Najdi
- iskanje
- prva
- za
- sile
- Naprej
- je pokazala,
- štiri
- iz
- Gama žarki
- vrzel
- dobili
- gravitacijsko
- teža
- raste
- imel
- Imajo
- he
- visoka
- več
- zelo
- Kako
- Vendar
- HTML
- HTTPS
- ICE
- identificirati
- identificirati
- if
- slika
- posledice
- naložila
- izboljšanju
- in
- Povečajte
- Podatki
- interakcijo
- interakcije
- v
- vključujejo
- vključeni
- vprašanje
- IT
- Italija
- ITS
- Job
- jpg
- Vedite
- znano
- pozneje
- vodi
- Led
- Stopnja
- light
- nahaja
- London
- Long
- Pogledal
- si
- izgubiti
- velika
- Znamka
- Izdelava
- ogromen
- max širine
- merjenje
- izmerjena
- morda
- modeli
- več
- Najbolj
- premikanje
- Nasa
- Narava
- Blizu
- negativna
- nevtrini
- Nevtronske zvezde
- Naslednja
- št
- Norveška
- Številka
- Opazovalnica
- of
- on
- ONE
- samo
- or
- izvor
- Ostalo
- ven
- Rezultat
- del
- delec
- Fizika
- Svet fizike
- platon
- Platonova podatkovna inteligenca
- PlatoData
- Točka
- točke
- Poljska
- Ravno
- napovedati
- napoved
- Napovedi
- Sonda
- proizvodnjo
- Proizvedeno
- proizvaja
- predlagano
- Kvantna
- okolica
- pomembno
- zahteva
- Raziskave
- raziskovalci
- povzroči
- vloga
- pravi
- Znanost
- Iskalnik
- sedem
- shouldnt
- Signal
- pomemben
- Velikosti
- Počasi
- majhna
- Nekaj
- Kmalu
- South
- Vesolje
- vesoljski teleskop
- specifična
- posebej
- hitrost
- Spin
- Stars
- Korak
- Še vedno
- študija
- taka
- Bodite
- skupina
- teleskop
- Testiran
- kot
- da
- O
- njihove
- Njih
- POTEM
- Teorija
- Tukaj.
- te
- jih
- mislim
- ta
- 3
- tridnevni
- thumbnail
- do
- danes
- tudi
- Res
- dva
- razumevanje
- Vesolje
- univerza
- za razliko od
- uporaba
- uporabo
- zelo
- Obseg
- je
- so bili
- kdaj
- ki
- medtem
- WHO
- bo
- z
- v
- delo
- svet
- bi
- zefirnet