IceCube виявляє нейтрино високої енергії з Чумацького Шляху – Physics World

Нейтрино високої енергії, що виходять із галактики Чумацький Шлях, були помічені вперше. Це згідно з новими висновками з Нейтринна обсерваторія IceCube на Південнополярній станції Амундсена-Скотта, яка відкриває новий шлях астрономії з кількома месенджерами, спостерігаючи за галактикою Чумацький Шлях у частинках, а не у світлі.

Нейтрино — це фундаментальні частинки, які мають дуже малу масу і майже не взаємодіють з іншою матерією, але вони наповнюють Всесвіт трильйонами частинок, які нешкідливо проходять через ваше тіло щосекунди.

Раніше нейтрино в мільярди разів більші за енергію, ніж ті, що утворюються в результаті термоядерних реакцій на нашому Сонці, були виявлені з позагалактичних джерел, таких як квазари. Проте теорія передбачає, що нейтрино високої енергії також повинні виникати в Чумацькому Шляху.

Коли астрономи дивляться на площину нашої галактики, вони бачать Чумацький Шлях, освітлений гамма-випромінюванням, яке виникає, коли космічні промені, захоплені магнітним полем нашої галактики, стикаються з атомами в міжзоряному просторі. Ці зіткнення також повинні породжувати нейтрино високої енергії.

Дослідники нарешті знайшли переконливі докази існування цих нейтрино, використовуючи методи машинного навчання, щоб просіяти десятирічні дані з нейтринної обсерваторії IceCube, які включають близько 60 000 подій нейтрино. «[Як і гамма-промені], нейтрино, які ми спостерігаємо, поширюються по всій галактичній площині», — каже Френсіс Галзен Університету Вісконсін-Медісон, який є головним дослідником IceCube.

Каскад подій

Детектор IceCube утворюється з кубічного кілометра льоду, похованого під Південним полюсом, і насиченого 5160 оптичними датчиками, які спостерігають за спалахами видимого світла в тих рідкісних випадках, коли нейтрино взаємодіє з молекулою водяного льоду. Коли відбувається подія нейтрино, нейтрино залишає подовжену доріжку або «каскадну подію», у результаті чого енергія нейтрино концентрується в невеликому сферичному об’ємі всередині льоду.

Коли космічні промені взаємодіють з речовиною в міжзоряному середовищі, вони утворюють короткоживучі піони, які швидко розпадаються. «Заряджені піони розпадаються на нейтрино, які виявляє IceCube, а нейтральні піони розпадаються на два гамма-промені, спостережувані [NASA] Fermi [Gamma-ray Space Telescope]», — сказав Халзен. Світ фізики.

Раніше нейтрино залишалися непоміченими, тому що вони були заглушені фоновим сигналом нейтрино та мюонів, викликаним взаємодією космічних променів набагато ближче до дому, в атмосфері Землі.

IceCube виявляє нейтрино високої енергії з активного галактичного ядра

Цей фон залишає сліди, які потрапляють у детектор, тоді як нейтрино з вищою енергією з Чумацького Шляху, швидше за все, породять каскадні події. Алгоритм машинного навчання, розроблений вченими IceCube з Дортмундського університету в Німеччині, зміг вибрати лише каскадні події, усунувши значну частину локальних перешкод і дозволивши сигналу з Чумацького Шляху виділятися.

Хоча отримати інформацію про напрямок, звідки прийшло нейтрино в каскадній події, складніше, Халзен каже, що каскадні події можна реконструювати з точністю до «п’яти градусів або близько того». Хоча це не дозволяє ідентифікувати конкретні джерела нейтрино в Чумацькому Шляху, Халзен каже, що достатньо спостерігати діаграму випромінювання від галактики та зіставити її з тією, яку спостерігає гамма-промені космічним телескопом Фермі.

Наступним кроком для команди є спроба ідентифікувати конкретні джерела нейтрино в Чумацькому Шляху. Це можливо з оновленим IceCube під назвою Gen2, який збільшить розмір зони детектора до десяти кубічних кілометрів льоду, коли він почне повністю працювати до 2032 року.

Висновки опубліковані в наука.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. Автомобільні / електромобілі, вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• BlockOffsets. Модернізація екологічної компенсаційної власності. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/icecube-detects-high-energy-neutrinos-from-within-the-milky-way/