Հետագծված բարձր էներգիայի նեյտրինոների ծագումը

Բարձր էներգիայի ծագումը նեյտրինո հետագծվել են առաջին անգամ՝ լուծելով աստղագիտական ​​կարևոր առեղծված

Հասկանալու և ավելին իմանալու համար էներգիա կամ նյութ, խորհրդավոր ենթաատոմային մասնիկների ուսումնասիրությունը շատ կարևոր է: Ֆիզիկոսները նայում են ենթաատոմային մասնիկներին. neutrinos – հետագա ըմբռնում ձեռք բերելու տարբեր իրադարձությունների և գործընթացների մասին, որոնցից դրանք ծագել են: Աստղերի և հատկապես արևի մասին մենք գիտենք ուսումնասիրելով neutrinos. Այնքան շատ բան կա սովորելու մասին տիեզերք և հասկանալ, թե ինչպես են գործում նեյտրինոնները, ամենակարևոր քայլն է ֆիզիկայով և աստղագիտությամբ հետաքրքրվող ցանկացած գիտնականի համար:

Ի՞նչ են նեյտրինոները:

Նեյտրինոները գոլորշի (և շատ ցնդող) մասնիկներ են, որոնք գրեթե չունեն զանգված, չունեն էլեկտրական լիցք և կարող են անցնել ցանկացած տեսակի նյութի միջով առանց որևէ փոփոխության: Նեյտրինոները կարող են հասնել դրան՝ դիմակայելով ծայրահեղ պայմաններին և խիտ միջավայրերին, ինչպիսիք են աստղերը, մոլորակ և գալակտիկաներ. Նեյտրինոների կարևոր հատկանիշն այն է, որ նրանք երբեք չեն փոխազդում իրենց շրջապատի նյութի հետ, և դա նրանց վերլուծությունը շատ դժվար է դարձնում: Բացի այդ, դրանք գոյություն ունեն երեք «համով»՝ էլեկտրոն, տաու և մյուոն, և նրանք անցնում են այդ համերի միջև, երբ դրանք տատանվում են: Սա կոչվում է «խառնման» երևույթ, և սա ուսումնասիրության ամենատարօրինակ ոլորտն է նեյտրինոների վրա փորձեր կատարելիս: Նեյտրինոների ամենաուժեղ առանձնահատկությունն այն է, որ դրանք կրում են եզակի տեղեկատվություն իրենց ճշգրիտ ծագման մասին: Սա հիմնականում պայմանավորված է նրանով, որ նեյտրինոները թեև շատ էներգետիկ են, բայց լիցք չունեն, հետևաբար դրանք անփոփոխ են մնում ցանկացած հզորության մագնիսական դաշտերից: Նեյտրինոների ծագումն ամբողջությամբ հայտնի չէ։ Նրանց մեծ մասը գալիս է արևից, բայց մի փոքր մասը, հատկապես բարձր էներգիա ունեցողները, գալիս են ավելի խորը շրջաններից: տարածություն. Սա է պատճառը, որ այս խուսափողական թափառականների ստույգ ծագումը դեռևս անհայտ էր, և նրանք կոչվում են «ուրվական մասնիկներ»:

Հետագծվել է բարձր էներգիայի նեյտրինոյի ծագումը

Աստղագիտության մեջ հրապարակված երկվորյակների բեկումնային ուսումնասիրություններում գիտությունՀետազոտողները առաջին անգամ հայտնաբերել են ուրվական ենթաատոմային մասնիկների նեյտրինոյի ծագումը, որը հայտնաբերվել է Անտարկտիդայի սառույցի խորքում 3.7 միլիարդ տարի անց մոլորակ Հող^1,2. Այս աշխատանքն իրականացվում է ավելի քան 300 գիտնականների և 49 հաստատությունների համագործակցությամբ: Բարձր էներգիայի նեյտրինոները հայտնաբերվել են երբևէ ամենամեծ IceCube դետեկտորով, որը ստեղծվել է Հարավային բևեռում IceCube Neutrino աստղադիտարանի կողմից սառույցի շերտերի խորքում: Իրենց նպատակին հասնելու համար սառույցի մեջ 86 անցք է փորվել՝ յուրաքանչյուրը մեկուկես մղոն խորությամբ և տարածվել ավելի քան 5000 լուսային սենսորներից բաղկացած ցանցի վրա՝ այդպիսով ընդգրկելով 1 խորանարդ կիլոմետր ընդհանուր տարածք: IceCube դետեկտորը, որը կառավարվում է ԱՄՆ Ազգային գիտական ​​հիմնադրամի կողմից, հսկա դետեկտոր է, որը բաղկացած է 86 մալուխներից, որոնք դրված են հորատանցքերի մեջ՝ երկարելով մինչև խորը սառույց: Դետեկտորները գրանցում են հատուկ կապույտ լույսը, որն արձակվում է, երբ նեյտրինոն փոխազդում է ատոմային միջուկի հետ: Բազմաթիվ բարձր էներգիայի նեյտրինոներ հայտնաբերվեցին, բայց դրանք անհետագնացվեցին, մինչև սառցե գլխարկի տակ հաջողությամբ հայտնաբերվեց 300 տրիլիոն էլեկտրոն վոլտ էներգիա ունեցող նեյտրինո: Այս էներգիան գրեթե 50 անգամ ավելի մեծ է, քան պրոտոնների էներգիան, որոնք պտտվում են Մեծ պինդ կոլայդերով, որը մասնիկների ամենահզոր արագացուցիչն է։ մոլորակ. Երբ այս հայտնաբերումն իրականացվեց, իրական ժամանակի համակարգը մեթոդաբար հավաքեց և հավաքեց տվյալներ ամբողջ էլեկտրամագնիսական սպեկտրի համար՝ Երկրի և Երկրի լաբորատորիաներից: տարածություն այս նեյտրինոյի ծագման մասին։

Նեյտրինոն հաջողությամբ հետագծվել է դեպի լուսաշող Հարդագողի ճանապարհ հայտնի է որպես «բլեյզեր»: Բլեյզերը հսկա էլիպսաձեւ ակտիվ է Հարդագողի ճանապարհ երկու շիթերով, որոնք արձակում են նեյտրինո և գամմա ճառագայթներ։ Այն ունի տարբերվող գերզանգվածային և արագ պտտվող Սեւ անցք իր կենտրոնում և Հարդագողի ճանապարհ շարժվում է դեպի Երկիր լույսի արագությամբ: Բլեյզերի շիթերից մեկը վառ վառ բնավորություն ունի և այն ուղղում է անմիջապես երկրի վրա, ինչը տալիս է դա Հարդագողի ճանապարհ դրա անունը. Բլեյզերը Հարդագողի ճանապարհ գտնվում է Օրիոն համաստեղությունից ձախ և այս հեռավորությունը Երկրից մոտ 4 միլիարդ լուսատարի է: Ե՛վ նեյտրինոները, և՛ գամմա-ճառագայթները հայտնաբերվել են աստղադիտարանի կողմից, ինչպես նաև Երկրի և Երկրի վրա ընդհանուր 20 աստղադիտակի միջոցով: տարածություն. Այս առաջին ուսումնասիրությունը1 ցույց տվեց նեյտրինոների հայտնաբերումը, իսկ երկրորդը՝ հաջորդ ուսումնասիրությունը2 ցույց տվեց, որ բլեյզերը Հարդագողի ճանապարհ Այս նեյտրինոներն արտադրել էր ավելի վաղ՝ նաև 2014 և 2015 թվականներին: Բլեյզերը, անկասկած, չափազանց էներգետիկ նեյտրինոների, հետևաբար նաև տիեզերական ճառագայթների աղբյուր է:

Աստղագիտության մեջ բեկումնային հայտնագործություն

Այս նեյտրինոների հայտնաբերումը մեծ հաջողություն է, և այն կարող է հնարավորություն տալ ուսումնասիրել և դիտարկել դրանք տիեզերք անզուգական կերպով. Գիտնականները նշում են, որ այս հայտնագործությունը կարող է օգնել իրենց առաջին անգամ հետագծել առեղծվածային տիեզերական ճառագայթների ծագումը: Այս ճառագայթները ատոմների բեկորներ են, որոնք Երկիր են իջնում ​​արեգակնային համակարգի դրսից՝ բոցավառելով լույսի արագությամբ: Նրանք մեղադրվում են արբանյակներին, կապի համակարգերին և այլն խնդիրներ առաջացնելու համար: Ի տարբերություն նեյտրինոների, տիեզերական ճառագայթները լիցքավորված մասնիկներ են, հետևաբար մագնիսական դաշտերը շարունակում են ազդել և փոխել դրանց ուղին, ինչը անհնար է դարձնում դրանց ծագման հետքը հետագծելը: Տիեզերական ճառագայթները երկար ժամանակ եղել են աստղագիտության հետազոտության առարկա, և թեև դրանք հայտնաբերվել են 1912 թվականին, տիեզերական ճառագայթները մնում են մեծ առեղծված:

Ապագայում նեյտրինո աստղադիտարանը ավելի մեծ մասշտաբով, օգտագործելով նմանատիպ ենթակառուցվածքը, ինչպես օգտագործվում է այս ուսումնասիրության մեջ, կարող է ավելի արագ արդյունքների հասնել, և նեյտրինոների նոր աղբյուրներ բացահայտելու համար ավելի շատ հայտնաբերումներ կարող են իրականացվել: Բազմաթիվ դիտարկումներ գրանցելով և էլեկտրամագնիսական սպեկտրում տվյալների ընկալմամբ կատարված այս ուսումնասիրությունը կարևոր է մեր ըմբռնման համար: տիեզերք այն կառավարող ֆիզիկայի մեխանիզմները: Սա «բազմասեռական» աստղագիտության հիմնական օրինակն է, որն օգտագործում է առնվազն երկու տարբեր տեսակի ազդանշան՝ տիեզերքը ուսումնասիրելու համար, ինչը նրան դարձնում է ավելի հզոր և ճշգրիտ նման հայտնագործությունները հնարավոր դարձնելու համար: Այս մոտեցումը օգնել է բացահայտել նեյտրոնային աստղերի բախումը և նաև գրավիտացիոն ալիքներ ոչ վաղ անցյալում: Այս մեսենջերներից յուրաքանչյուրը մեզ նոր գիտելիքներ է տալիս այդ մասին տիեզերք և մթնոլորտում տիրող հզոր իրադարձություններ: Բացի այդ, այն կարող է օգնել ավելին հասկանալու էքստրեմալ իրադարձությունների մասին, որոնք տեղի են ունեցել միլիոնավոր տարիներ առաջ, որոնց միջոցով այս մասնիկները ուղևորվել են դեպի Երկիր:

***

{Դուք կարող եք կարդալ հետազոտական ​​հոդվածի բնօրինակը` սեղմելով ներքևում նշված DOI հղումը` մեջբերված աղբյուրների ցանկում:}

Աղբյուրը (ներ)

1. The IceCube Համագործակցություն et al. 2018. Բռնկվող բլազարի բազմամեսսենջային դիտարկումները համընկնում են բարձր էներգիայի նեյտրինոյի IceCube-170922A-ի հետ: գիտություն. 361 (6398). https://doi.org/10.1126/science.aat1378

2. The IceCube Համագործակցություն et al. 2018. Նեյտրինոների արտանետում blazar TXS 0506+056-ի ուղղությամբ մինչև IceCube-170922A ահազանգը: գիտություն. 361 (6398). https://doi.org/10.1126/science.aat2890

***