Ультрарелятивістські нейтрино, що вилітають у космос під час спалахів гамма-випромінювання, сповільнюються ефектами квантової гравітації. До такого висновку прийшли фізики з Італії, Польщі та Норвегії, які помітили сім нейтрино, які прибули на Землю пізніше, ніж очікувалося, порівняно зі своїми супутніми гамма-променями.
Квантова теорія робить фантастичну роботу з опису взаємодій, які включають три з чотирьох відомих сил природи. Проте сьогодні немає теорії, яка б адекватно описувала квантову природу гравітації. Хоча були запропоновані теорії квантової гравітації, вони, як правило, роблять передбачення, які зараз неможливо перевірити експериментом або спостереженням.
One prediction that physicists have a chance of confirming today is that particles moving very near to the speed of light will lose energy because of a quantum gravitational effect. The faster the particle is moving, the more the effect is enhanced. While the effect is extremely small, if the particles are created in an astrophysical event billions of light–years away, the cumulative result would be a delay that could be measured when the particles arrive on Earth.
Пізні нейтрино
Тепер команда на чолі з Джованні Амеліно-Камелія Неаполітанського університету шукали цей ефект у нейтринних даних, зібраних Нейтринна обсерваторія IceCube. Розташована на Південному полюсі обсерваторія виявляє нейтрино, коли вони час від часу взаємодіють у межах кубічного кілометра льоду.
Дослідники ідентифікували сім нейтрино, які з високою ймовірністю походять від спалахів гамма-випромінювання. Це високоенергетичні події, які викликані надновими наймасивнішими зірками або зіткненнями нейтронних зірок. Гамма-промені від цих специфічних спалахів також були виявлені NASA Космічний гамма-телескоп Фермі.
Дивно, але ці нейтрино, здається, прибули на Землю через три дні після виявлення гамма-променів, що свідчить про те, що їх щось затримало. Триденна затримка очікується для частинок з енергією до 500 ТеВ. Для порівняння, для нейтрино з більшою енергією до 2 ПеВ знадобиться 12-денне вікно затримки, що занадто довго, щоб позитивно ідентифікувати їх із конкретним спалахом гамма-випромінювання.
Amelino-Camelia explains, “The particles get this extra contribution to their speed, which is negative, and it grows in magnitude as their energy grows”.
Місцезнаходження, місцезнаходження
Однак не всі переконані. Тепей Каторі of Kings College London, who was not involved in the work, points out that the seven candidate neutrinos are all of the “cascade-type”. In a cascade event, a neutrino enters the IceCube Observatory and deposits all of its energy into a small, spherical region making it difficult to determine the direction that the neutrino came from. This is unlike a “track event”, which produces a signal that points back to the neutrino’s point of origin in the cosmos.
«Ми не знаємо, звідки саме беруться ці нейтрино», — пояснює Каторі.
Дійсно, навіть незрозуміло, що спалахи гамма-випромінювання справді створюють значну кількість нейтрино. Каторі цитує попередня робота описуючи пошук нейтрино від спалахів гамма-випромінювання, які не змогли знайти кореляцію між ними. Однак він визнає, що цей пошук не враховував жодних затримок, спричинених ефектами квантової гравітації.
In 2022, Katori – who is part of the IceCube collaboration – was a science lead on інший експеримент пошук ефектів квантової гравітації в нейтрино. Зокрема, це дослідження розглядало, як квантова гравітація може впливати на коливання нейтрино.
Нейтрино буває трьох різних «ароматів» — електронів, мюонів і тау — і частинки можуть коливатися від одного смаку до іншого. Хоча експеримент не виявив доказів того, що квантова гравітація впливає на осциляції нейтрино, це був перший експеримент, який досліджував ці коливання на рівні, де квантова гравітація повинна бути актуальною. Таким чином, експеримент зміг накласти обмеження на моделі квантової гравітації, які передбачають варіації коливань.
Наслідки для космології
Якщо квантова гравітація справді сповільнює нейтрино, Амеліно-Камелія та Каторі погоджуються, що це спостереження стане великим кроком вперед у розумінні квантової гравітації та її ролі в еволюції Всесвіту.
However, Amelino-Camelia points out, “If the effect is only there for neutrinos and other half-integer spin particles, then the implications for cosmology might be minor”.
Незабаром квантову гравітацію можна буде перевірити за допомогою ультрахолодних атомів
Для Каторі найважливішим результатом підтвердження затримки є те, що фізики можуть використовувати її для розрахунку розміру ефекту квантової гравітації. Це дозволить фізикам оцінити конкуруючі моделі квантової гравітації – і зробити наступний крок, розробити експерименти та обсерваторії для більш точного вимірювання ефекту.
«Між феноменологічними моделями, мотивованими квантовою гравітацією, та теоріями квантової гравітації все ще існує розрив», — каже Каторі. «Я думаю, що заповнити цю прогалину складно, [але] пошук будь-якого ефекту квантової гравітації — це перший крок».
Пошук нейтрино від спалахів гамма-випромінювання виграє від конструкції IceCube-Gen2, що збільшить розмір об’єму детектора до восьми кубічних кілометрів льоду, покращуючи здатність обсерваторії точно визначати походження нейтрино.
Дослідження описано в Природа астрономії.
- Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
- EVM Фінанси. Уніфікований інтерфейс для децентралізованих фінансів. Доступ тут.
- Quantum Media Group. ІЧ/ПР посилений. Доступ тут.
- PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
- джерело: https://physicsworld.com/a/is-quantum-gravity-slowing-down-neutrinos/
- :є
- : ні
- :де
- $UP
- 160
- 2022
- 500
- 90
- a
- здатність
- Здатний
- AC
- Приймає
- рахунки
- адекватно
- впливати
- зачіпає
- після
- ВСІ
- дозволяти
- Також
- хоча
- an
- та
- Інший
- будь-який
- з'являтися
- ЕСТЬ
- AS
- At
- геть
- назад
- BE
- оскільки
- було
- користь
- між
- мільярди
- обидва
- але
- by
- обчислювати
- прийшов
- CAN
- кандидат
- не може
- водоспад
- викликаний
- складні
- шанс
- ясно
- співробітництво
- коледж
- Приходити
- майбутній
- супутник
- порівняний
- порівняння
- конкурують
- висновок
- обмеження
- будівництво
- внесок
- переконаний,
- Кореляція
- Космологія
- Космос
- може
- створений
- В даний час
- дані
- Днів
- затримка
- Затримується
- затримки
- депозити
- описаний
- дизайн
- виявлено
- Визначати
- DID
- різний
- важкий
- напрям
- do
- робить
- Не знаю
- вниз
- під час
- земля
- ефект
- ефекти
- або
- енергія
- підвищена
- Входить
- оцінювати
- Навіть
- Event
- Події
- все
- докази
- еволюція
- точно
- очікуваний
- експеримент
- Експерименти
- Пояснює
- додатково
- надзвичайно
- не вдалося
- фантастичний
- швидше
- наповнення
- знайти
- виявлення
- Перший
- для
- Війська
- Вперед
- знайдений
- чотири
- від
- Гамма-промені
- розрив
- отримати
- гравітаційний
- вага
- Зростає
- було
- Мати
- he
- Високий
- вище
- дуже
- Як
- Однак
- HTML
- HTTPS
- ICE
- ідентифікований
- ідентифікувати
- if
- зображення
- наслідки
- накладений
- поліпшення
- in
- Augmenter
- інформація
- взаємодіяти
- Взаємодії
- в
- залучати
- залучений
- питання
- IT
- Італія
- ЙОГО
- робота
- JPG
- Знати
- відомий
- пізніше
- вести
- Led
- рівень
- світло
- розташований
- Лондон
- Довго
- подивився
- шукати
- втрачати
- основний
- зробити
- Робить
- масивний
- макс-ширина
- вимір
- виміряний
- може бути
- Моделі
- більше
- найбільш
- переміщення
- НАСА
- природа
- Близько
- негативний
- нейтрино
- Нейтронні зірки
- наступний
- немає
- Norway
- номер
- обсерваторії
- of
- on
- ONE
- тільки
- or
- Походження
- Інше
- з
- Результат
- частина
- частинка
- Фізика
- Світ фізики
- plato
- Інформація про дані Платона
- PlatoData
- точка
- точок
- Польща
- точно
- передбачати
- прогноз
- Прогнози
- зонд
- виробляти
- Вироблений
- випускає
- запропонований
- Квантовий
- регіон
- доречний
- вимагати
- дослідження
- Дослідники
- результат
- Роль
- говорить
- наука
- Пошук
- сім
- Повинен
- Сигнал
- значний
- Розмір
- Уповільнення
- невеликий
- що в сім'ї щось
- Скоро
- Південь
- Простір
- космічний телескоп
- конкретний
- конкретно
- швидкість
- Спін
- Зірки
- Крок
- Як і раніше
- Вивчення
- такі
- Приймати
- команда
- телескоп
- перевірений
- ніж
- Що
- Команда
- їх
- Їх
- потім
- теорія
- Там.
- Ці
- вони
- думати
- це
- три
- триденний
- слайдами
- до
- сьогодні
- занадто
- правда
- два
- розуміння
- Всесвіт
- університет
- на відміну від
- використання
- використання
- дуже
- обсяг
- було
- були
- коли
- який
- в той час як
- ВООЗ
- волі
- з
- в
- Work
- світ
- б
- зефірнет