Süpernovalardaki Nötrino Sıvıları Yeni Fiziğin İşareti Olabilir

Patlayan yıldızlarda oluşan nötrinolar, tarafından yapılan hesaplamalara göre Standart Modelin ötesindeki fiziğe işaret edebilir. Po-Wen Chang ve ABD'deki Ohio Eyalet Üniversitesi'ndeki meslektaşları. Çalışmaları, varsayımsal bir etkileşimin, çekirdek çöküşü süpernovasında üretilen nötrinoların nabzını nasıl etkilediğini açıklıyor; bu, süpernovaların mevcut ve gelecekteki gözlemlerinde görülebilecek bir şey.

Nötrinolar, madde içinde etkileşime girmeden uzun mesafeler kat edebilen, düşük kütleli ve elektriksel olarak nötr atom altı parçacıklardır. Bazı astrofiziksel süreçler sonucunda büyük miktarlarda üretilirler ve gökbilimciler Dünya'ya gelen nötrinoları incelemek için devasa dedektörler kullanırlar. Bu kozmik nötrinoları incelemek bize astrofizik hakkında bir şeyler söylemenin yanı sıra, parçacıkların doğası hakkında da fikir verebilir.

Şimdi, Chang'ın ekibi süpernova patlamalarının parçacık fiziğinin Standart Modeli tarafından açıklanamayan nötrino davranışlarını tetikleyebilme olasılığını araştırdı.

Aşırı koşullar

Standart Model, nötrinoların birbirleriyle zayıf nükleer kuvvet veya yerçekimi yoluyla etkileşime girdiğini söylüyor. Ancak çekirdek çöküşü süpernovası sırasında parçacıkların o kadar yoğun bir şekilde paketlenmesi ve normalden çok daha sık birbirlerinden saçılmaları bekleniyor. Bu tür aşırı durumlarda, Standart Modelin ötesine geçen bazı teoriler, "gelişmiş öz etkileşim" (νSI) adı verilen varsayımsal bir etkileşimin ortaya çıkabileceğini öne sürüyor. Bu etkileşimin, zayıf etkileşimden kat kat daha güçlü olduğu ve dolayısıyla bu tür süpernovalardaki nötrinoların davranışını etkilemesi gerektiği tahmin ediliyor.

Gökbilimciler için bu etkiyi gözlemleme fırsatı, 1987 yılında SN 25A'dan gelen 1987 nötrino üç nötrino detektöründe kaydedildiğinde geldi. SN 1987A, Büyük Macellan Bulutu'nda yalnızca 168,000 ışıkyılı uzaklıkta meydana gelen, çekirdeği çöken bir süpernovaydı.

Genel fikir, νSI'nin burada, Dünya'da tespit edilen nötrino darbesinin doğasını etkilemiş olması gerektiğidir. Ancak olayı takip eden yıllarda fizikçiler, SN 1987A'nın nötrino sinyalinde νSI'nin varlığını ortaya koyacak gözlemlenebilir etkileri hesaplamak için çabaladılar.

Göreli hidrodinamik

Chang'ın ekibi, çalışmalarında, çekirdek çöken bir süpernovanın merkezinde yeni oluşan nötron yıldızından dışarı doğru akan nötrinoları dikkate alarak sorunu yeniden ele aldı. Göreceli hidrodinamiğin kısıtlamaları altında yapılan hesaplamalar, νSI'nin parçacıkların toplu olarak hareket ederek yoğun, sıkı bir şekilde bağlanmış ve genişleyen bir sıvı oluşturmasına neden olacağını gösterdi.

Araştırmacılar ayrıca bu genişlemenin iki olası yolu izleyebileceğini öne sürüyorlar. İlk senaryoda nötrinolar ani bir patlamayla dışarı akacaktı. Sonuç, merkezi nötron yıldızının çok ötesine uzanan bir nötrino sıvısı olacaktır; bu, gökbilimciler tarafından gözlemlenen nötrino darbesinin daha uzun süre dayanacağı anlamına gelir. İkinci durumda, nötrinolar bunun yerine daha düşük yoğunluğa sahip sabit bir rüzgarla akar. Burada, νSI'nin etkileri nötron yıldızına yaklaştıkça kaybolacak ve bu da daha kısa bir nötrino darbesine neden olacaktır.

Bazı kozmik nötrinolar sonuçta kozmik olmayabilir

Chang'ın ekibi şimdi fikirlerinin, gökbilimcilerin SN 1987A'dan alınan nötrino verilerindeki νSI kanıtını belirlemelerine olanak tanıyacak ileri hesaplamalarda kullanılmasını umuyor. Chang, "Süpernovaların dinamikleri karmaşıktır, ancak bu sonuç ümit vericidir çünkü göreli hidrodinamik ile onların nasıl çalıştıklarını anlama konusunda bir yol ayrımı olduğunu biliyoruz" diyor.

Araştırmacılar, süpernova içindeki nötrino üretimine ilişkin bilgilerine dayanarak, sabit rüzgar teorisinin patlama-dışarıya akış durumundan daha muhtemel olduğunu tahmin ediyor; ancak şimdilik, her iki olgunun aynı patlamada meydana gelip gelmeyeceğini belirlemek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulacak. .

Sonuçta, onların keşifleri gökbilimcilerin Samanyolu'nda veya galaktik çevresinde yeni süpernovalar gözlemlendiğinde νSI için kanıt toplamasını çok daha kolaylaştırabilir; ancak bunların gerçekleşmesi için hala onlarca yıl geçmesi gerekebilir. Chang, "Her zaman başka bir galaktik süpernovanın bir yerlerde ve yakında gerçekleşmesi için dua ediyoruz, ancak yapabileceğimiz en iyi şey, gerçekleşmeden önce mümkün olduğunca bildiklerimizin üzerine inşa etmeye çalışmaktır" diyor.

Araştırma şu şekilde açıklanmaktadır: Physical Review Letters.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. Otomotiv / EV'ler, karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• ChartPrime. Ticaret Oyununuzu ChartPrime ile yükseltin. Buradan Erişin.
• Blok Ofsetleri. Çevre Dengeleme Sahipliğini Modernleştirme. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/neutrino-fluids-in-supernovae-could-point-to-new-physics/