60 metų fizikos teorija įrodyta „IceCube“ didelių energijos dalelių aptikimu.

Elektrono antinutrino, sukūręs „Glastonau“ rezonanso įvykį, kol jis pasiekė „IceCube“, nuvažiavo nemažą atstumą. Ši nuotrauka rodo jo kelionę. Mėlynas brūkšnys yra antineutrino kelias (nereikia keisti mastelio). Kreditas: „IceCube“ bendradarbiavimas.

2016 m. Gruodžio 6 d. Didelės energijos dalelės į Žemę pateko iš kosmoso greičiu, artimu šviesos greičiui. Dalelės, kurios yra elektronų antinutrinos, susiduria su elektronais giliai į ledo sluoksnį Pietų ašigalyje. Susidūrimo metu susidarė dalelės, kurios greitai suyra į antrinių dalelių dušą, stimuliuodamos Antarktidos ledyne palaidoto didelio teleskopo „IceCube Neutrino Observatory“ jutiklius.

„IceCube“ matė „Glass Show“ rezonansą – šį fenomeną Nobelio premijos laureatas fizikas Sheldonas Glashow prognozavo 2009 m. 1960 m. Su šiuo atradimu mokslininkai dar kartą patvirtino standartinį dalelių fizikos modelį. Tai taip pat parodo „IceCube“, kuris aptinka beveik nemasines daleles, vadinamas neutrinais, sugebėjimą panaudoti tūkstančius Antarkties ledo įtaisytų jutiklių pagrindinei fizikai atlikti. Rezultatai buvo paskelbti 2021 m. Kovo 10 d gamta.

Pirmą kartą šį aidą Sheldonas Glashowas pasiūlė 1974 m. 1960 m., Kai jis buvo Niels Bohr instituto Kopenhagoje, Danijoje, doktorantas. Ten jis parašė straipsnį, kuriame jis numatė, kad neutrino antimaterijos antimaterijos dvyniai gali sąveikauti su elektronais ir sudaryti neatrastas daleles per procesą, vadinamą rezonansu. Svarbiausia yra tai, kad antineutrinas turi turėti tikslią energiją, kad sukurtų šį rezonansą.

„IceCube Neutrino“ observatorijos žemėlapis

„IceCube“ ledinio pjūvio schema, apimanti 86 liniją su 5160 optinių jutiklių, išdėstytų trimačiame šešiakampyje tinklelyje.

Kai 1983 m. Buvo aptikta siūloma dalelė – W minuso bozonas, ji pagaliau buvo sunkesnė, nei 1960 m. Tikėjosi Glashawas ir jo kolegos. Vitrino, kurio energija buvo 6,3 petaelektronvoltų. Beveik 1000 kartų galingesnė CERNGalima pagaminti didįjį hadronų greitintuvą. Nė vienas žmogaus sukurtas ar planuojamas dalelių greitintuvas Žemėje negali generuoti neutrino su tiek energijos.

Tačiau didžiulė supermasyvių juodųjų skylių, esančių galaktikų ir kitų smurtinių kosminių įvykių centre, energija gali sukelti daleles su energija, kurios negalima sukurti Žemėje. Šis reiškinys greičiausiai yra priežastis, dėl kurios 2016 m. „IceCube“ atkeliavo antinutrino, kuris pasinėrė į pasaulį su 6,3 PeV energijos, būtent taip, kaip prognozavo Glaschowo teorija.

“Kai Glashawas buvo postdokas Nielsborge, jis niekada neįsivaizdavo, kad jo netradicinį pasiūlymą pagaminti W minuso bozoną priims antikvariniai daiktai. Neutrinai iš tolimų galaktikų, patenkančių į Antarkties ledą. Ir fizikos profesorius Viskonsino-Madisono universitete, „IceCube“ techninės priežiūros ir operacijų būstinėje.

„IceCube Neutrino“ veikla: hortenzija

Stiklo šou įvykių vizualizacija, užfiksuota „IceCube“ detektoriaus, kiekviename spalvotame apskritime parodomas įvykio suaktyvintas „IceCube“ jutiklis. Raudonas apskritimas reiškia, kad jutiklis suveikė per anksti, o žaliai mėlynas apskritimas rodo, kad jutiklis suveikė vėliau. Kūrinys pravarde „Hortenzija“. Kreditas: „IceCube Collaboration“.

Nuo tada, kai „IceCube“ pradėjo pilnai veikti 2011 m. Gegužės mėn., Observatorija aptiko šimtus didelės energijos neutrinų ir pateikė daug reikšmingų dalelių astrofizikos rezultatų, įskaitant atradimą. Neutrino srautas astrofizikoje 2013 m. Neutrino fizika 2018 m. Stiklo šou rezonanso įvykis buvo pastebimas dėl itin didelės energijos. Tai tik trečiasis „IceCube“ aptiktas incidentas, kurio galia viršija 5 PeV.

Rezultatas – bendros trijų mokslininkų komandos pastangos: Lu Lu iš Japonijos Čibos universiteto, šiuo metu UW-Madison, Tianlu Yuan iš UW-Madison, ir Christianas Haackas iš RWTH Acheno universiteto, dabar Miuncheno TU.

„Glass Show“ rezonanso aptikimas buvo pirmasis įrodytas astrofizinės kilmės neutrinas. Tai taip pat reiškia unikalų „IceCube“ indėlį į daugelio žaidėjų astrofiziką, kurioje naudojama šviesa, dalelės ir Gravitacinės bangos Tyrinėti visatą Dėl to jis taip pat atveria naują neutrino astronomijos skyrių, nes jis pradeda atskirti neutrino nuo antinutrino.

“Ankstesni matavimai nebuvo tokie jautrūs skirtumui tarp neutrino ir antineutrino, todėl šis rezultatas yra pirmasis tiesioginis neutrino antinutrino komponentų matavimas.” Nėra astrofizikos srauto “Lu, vienas pagrindinių šio straipsnio analitikų.

“Yra astrofizikos neutrinų šaltinių savybių, kurių negalime išmatuoti, pavyzdžiui, fizinis akseleratorių dydis ir magnetinių laukų stiprumas pagreitintoje srityje”, – sakė fizikos centro mokslų asistentas Yuanas. Jei galime nustatyti neutrino ir antinutrino santykį, galime tiesiogiai ištirti šias savybes “.

Rezultatai taip pat parodo tarptautinio bendradarbiavimo vertę. „IceCube“ valdo daugiau nei 400 mokslininkų, inžinierių ir darbuotojų iš 53 institucijų 12 šalių, vadinamų „IceCube Collaboration“. Pagrindiniai šio dokumento analizatoriai dirba kartu visoje Azijoje, Šiaurės Amerikoje ir Europoje.

Norėdami patvirtinti aptikimą ir ryžtingai išmatuoti neutrino ir antineutrino santykį, „IceCube Collaboration“. Norite pamatyti daugiau stiklo šou atspindžių? Siūloma „IceCube IceCube-Gen2“ detektoriaus plėtra padės mokslininkams atlikti tokius matavimus kaip statistiškai reikšmingus. Neseniai partnerystė paskelbė detektorių atnaujinimus, kurie bus pristatyti per ateinančius kelerius metus – tai pirmas žingsnis link „IceCube-Gen2“.

Glaskovas, kuris dabar yra Bostono universiteto fizikos profesorius, atspindi poreikį aptikti daugiau jo rezonansinių įvykių.

“Žinoma, mes turėjome pamatyti dar vieną įvykį su ta pačia energija, kokią matėme”, – sakė jis. – Iki šiol buvo vienas, o vieną dieną jų bus dar daugiau. “

Norėdami gauti daugiau informacijos apie šį tyrimą, perskaitykite „IceCube High Energy Particle Detection“.

Nuoroda: „The Ice Show“ rezonanso dušo dalelių aptikimas naudojant „IceCube“, „The IceCube“ bendradarbiavimas, 2021 m. Kovo 10 d., Galima rasti čia. gamta.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03256-1

Šį darbą iš dalies parėmė Nacionalinis mokslo fondas (dotacijos OPP-1600823 ir PHY-191360).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pasiutligė neužkrėstų smegenų, tačiau vis tiek kenčia nuo stiprių nervų pažeidimų.

Koronavirusas II su sunkiais kvėpavimo takų simptomais, Virusas, sukeliantis COVID 19Vargu ar jis bus tiesiogiai perduodamas į smegenis, tačiau vis tiek gali sukelti sisteminę...

Mokslas yra paprastas. Kas yra kvantinis skaičiavimas?

Nuo JAV energetikos departamentas 2021 m. Balandžio 21 d Lawrence'o Berkeley nacionalinė laboratorija DOE naudoja pažangią aušinimo sistemą - uolekčių, kad kvantinių kompiuterių širdis būtų pakankamai...

Kaip paukštis kvėpuoja geriau? Tyrėjų išvados

Apytikslis „apvalios viščiuko“ su paukščio plaučiais skaičius parodė, kad įkvėpus oro judėjimas pirmyn ir atgal. Kaip iškvėpimai (mėlynos rodyklės) ir iškvėpimai (raudoni) sukelia...

Kalnų gorilos gali naudoti krūtinę, kad perduotų informaciją apie save

Vyriškos gorilos krūtis muša. Autoriai: Jordi Galbany / Diano Fossey Gorilla fondas Skrynios, nukentėjusios nuo kalnų gorilų, kurios greitai muša krūtinę rankomis, kad skambėtų...

Paprastas mokslas: kas yra biokuras?

Parengta JAV energetikos departamentas 2021 m. Balandžio 20 d Mokslininkai fermentavo mieles, kad iš augalų cukrus virstų biodyzelinu. Kreditas: Nuotrauka mandagumo Stephanopoulos Lab Saulės, vėjo ir...

Newsletter

Subscribe to stay updated.