IceCube zaznava visokoenergijske nevtrine znotraj Rimske ceste – Physics World

Prvič so opazili visokoenergijske nevtrine, ki prihajajo iz galaksije Rimska cesta. To je po novih ugotovitvah iz Nevtrinski observatorij IceCube na postaji Amundsen–Scott South Pole Station, ki odpira novo pot astronomije z več sporočili z opazovanjem galaksije Rimske ceste v delcih in ne v svetlobi.

Nevtrini so temeljni delci, ki imajo zelo majhne mase in komaj komunicirajo z drugo snovjo, vendar napolnijo vesolje z bilijoni, ki neškodljivo prehajajo skozi vaše telo vsako sekundo.

Prej so bili odkriti nevtrini, ki so milijardkrat bolj energični od tistih, ki jih proizvajajo fuzijske reakcije znotraj našega Sonca, ki prihajajo iz zunajgalaktičnih virov, kot so kvazarji. Vendar pa teorija napoveduje, da naj bi visokoenergijski nevtrini nastajali tudi v Rimski cesti.

Ko astronomi pogledajo ravnino naše galaksije, vidijo Mlečno cesto osvetljeno z emisijami žarkov gama, ki nastanejo, ko kozmični žarki, ujeti v magnetno polje naše galaksije, trčijo z atomi v medzvezdnem prostoru. Ti trki bi morali proizvesti tudi visokoenergetske nevtrine.

Raziskovalci so zdaj končno našli prepričljive dokaze za te nevtrine z uporabo tehnik strojnega učenja za presejanje desetletnih podatkov iz observatorija za nevtrine IceCube, ki vključuje približno 60 000 nevtrinskih dogodkov. "[Tako kot žarki gama] so tudi nevtrini, ki jih opazujemo, razporejeni po vsej galaktični ravnini," pravi Frančišek Halzen Univerze Wisconsin–Madison, ki je IceCube glavni raziskovalec.

Kaskadni dogodki

Detektor IceCube je sestavljen iz kubičnega kilometra ledu, ki je zakopan pod južnim polom in je nanizan s 5160 optičnimi senzorji, ki opazujejo utripe vidne svetlobe v redkih primerih, ko nevtrino interagira z molekulo vodnega ledu. Ko pride do nevtrinskega dogodka, nevtrino zapusti podolgovato sled ali "kaskadni dogodek", pri čemer se energija nevtrina koncentrira v majhnem sferičnem volumnu znotraj ledu.

Ko kozmični žarki medsebojno delujejo s snovjo v medzvezdnem mediju, proizvedejo kratkožive pione, ki hitro razpadejo. »Nabiti pioni razpadejo v nevtrine, ki jih zazna IceCube, nevtralni pioni pa razpadejo v dva žarka gama, ki jih opazuje [NASA] Fermi [vesoljski teleskop za žarke gama],« je povedal Halzen. Svet fizike.

Nevtrinov prej ni bilo zaznati, ker jih je zadušil signal nevtrinov in mionov v ozadju, ki so ga povzročile interakcije kozmičnih žarkov veliko bližje domu, v Zemljini atmosferi.

IceCube zaznava visokoenergijske nevtrine iz aktivnega galaktičnega jedra

To ozadje pušča sledi, ki vstopijo v detektor, medtem ko je večja verjetnost, da bodo nevtrini z višjo energijo iz Rimske ceste povzročili kaskadne dogodke. Algoritem strojnega učenja, ki so ga razvili znanstveniki IceCube na Univerzi TU Dortmund v Nemčiji, je lahko izbral le kaskadne dogodke, odstranil večino lokalnih motenj in omogočil, da je signal Rimske ceste izstopal.

Čeprav je težje pridobiti informacije o smeri, iz katere prihaja nevtrino v kaskadnem dogodku, Halzen pravi, da je mogoče kaskadne dogodke rekonstruirati z natančnostjo "pet stopinj ali tako". Čeprav to onemogoča identifikacijo specifičnih virov nevtrinov v Mlečni cesti, Halzen pravi, da je dovolj opazovati vzorec sevanja iz galaksije in ga primerjati s tistim, ki ga opazuje žarke gama vesoljski teleskop Fermi.

Naslednji korak za ekipo je poskusiti identificirati specifične vire nevtrinov v Rimski cesti. To bi lahko bilo mogoče s prenovljenim IceCubeom, imenovanim Gen2, ki bo povečal velikost detektorske površine na deset kubičnih kilometrov ledu, ko bo leta 2032 v celoti deloval.

Ugotovitve so objavljene v Znanost.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Avtomobili/EV, Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• BlockOffsets. Posodobitev okoljskega offset lastništva. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/icecube-detects-high-energy-neutrinos-from-within-the-milky-way/