Жогорку энергиянын келип чыгышы нейтрино маанилүү астрономиялык сырды чечип, биринчи жолу байкалган
Көбүрөөк түшүнүү жана билүү үчүн энергия же зат, сырдуу субатомдук бөлүкчөлөрдү изилдөө абдан маанилүү. Физиктер субатомдук бөлүкчөлөрдү карашат - нейтрино – алар келип чыккан ар кандай окуяларды жана процесстерди андан ары түшүнүү. Биз изилдөө аркылуу жылдыздар жана өзгөчө күн жөнүндө билебиз нейтрино. жөнүндө үйрөнө турган дагы көп нерсе бар аалам физика жана астрономияга кызыккан ар бир илимпоз үчүн нейтринолордун иштешин түшүнүү эң маанилүү кадам.
Нейтрино деген эмне?
Нейтрино буулуу (жана өтө учуучу) бөлүкчөлөр, дээрлик эч кандай массасы, электр заряды жок жана алар эч кандай өзгөрүүсүз заттын каалаган түрү аркылуу өтө алышат. Нейтринолар буга экстремалдык шарттарга жана жылдыздар сыяктуу жыш чөйрөлөргө туруштук берүү менен жетише алышат. планета жана галактикалар. Нейтринолордун маанилүү бир өзгөчөлүгү – айланасындагы зат менен эч качан өз ара аракеттенишпейт жана бул аларды анализдөөнү абдан кыйындатат. Ошондой эле, алар үч "даамда" бар - электрон, тау жана муон жана алар термелүү учурунда бул даамдардын ортосунда которулат. Бул "аралашуу" кубулуштары деп аталат жана бул нейтринолорго эксперимент жүргүзүүдө изилдөөнүн эң кызык чөйрөсү. Нейтринолордун эң күчтүү өзгөчөлүктөрү – бул алардын так келип чыгышы жөнүндө уникалдуу маалыматтарды алып жүрүүсү. Бул, негизинен, нейтринолордун өтө энергиялуу болгону менен, эч кандай зарядга ээ болбогондуктан, алар эч кандай күчтүн магнит талаасынан таасир этпейт. Нейтринолордун келип чыгышы толук белгилүү эмес. Алардын көбү күндөн келет, бирок аз бөлүгү, айрыкча, энергиясы жогору болгондор Жердин терең аймактарынан келет. мейкиндик. Бул кармалбаган селсаяктардын так келип чыгышы али белгисиз болгондуктан, алар "арбак бөлүкчөлөрү" деп аталат.
Жогорку энергиялуу нейтринонун келип чыгышы байкалды
жылы басылып чыккан астрономия боюнча эгиз изилдөөлөр илимОкумуштуулар биринчи жолу Антарктидадагы муздун түбүндө 3.7 миллиард жыл басып өткөндөн кийин табылган арбак сымал субатомдук бөлүкчө нейтриносунун келип чыгышын аныкташты. планета жер1,2. Бул иш 300дөн ашык илимпоздордун жана 49 институттун кызматташуусу менен ишке ашат. Жогорку энергиялуу нейтринолорду IceCube Нейтрино обсерваториясы тарабынан Түштүк уюлда орнотулган эң ири IceCube детектору муз катмарларынын тереңинен табылган. Алардын максатына жетүү үчүн ар бири бир жарым миль тереңдикте музга 86 тешик бургуланган жана 5000ден ашык жарык датчиктер тармагына жайылган, ошону менен жалпы аянты 1 куб километрди түзгөн. IceCube детектору, АКШнын Улуттук Илим Фонду тарабынан башкарылат, ал терең музга чейин созулган скважиналарга салынган 86 кабелден турган чоң детектор. Детекторлор нейтрино атомдук ядро менен өз ара аракеттенгенде бөлүнүп чыккан атайын көк жарыкты жазышат. Көптөгөн жогорку энергиялуу нейтринолор табылган, бирок алар 300 триллион электрон вольт энергиясы бар нейтрино муз капкагынын астынан ийгиликтүү табылганга чейин байкалбай турган. Бул энергия чоң Хардон коллайдери аркылуу айлануучу протондордун энергиясынан дээрлик 50 эсе чоң. планета. Бул аныктоо жасалгандан кийин, реалдуу убакыт системасы Жердеги жана лабораториялардан бүт электромагниттик спектр үчүн маалыматтарды методикалык түрдө чогултуп, түзгөн. мейкиндик бул нейтрино келип чыгышы жөнүндө.
Нейтрино ийгиликтүү жарыктандырылган галактика "блейзер" деп аталат. Блэйзер - бул гиганттык эллиптикалык активдүү галактика нейтрино жана гамма нурларын чыгарган эки реактивдүү учак менен. Ал өзгөчө супермассивдүү жана тез айлануучу касиетке ээ Кара тешик анын борборунда жана галактика жарык ылдамдыгынын айланасында Жерди көздөй жылат. Блейзердин учактарынын бири жалындаган жаркыраган мүнөзгө ээ жана ал түздөн-түз жерди көрсөтүп турат. галактика анын аты. Блейзер галактика Орион топ жылдызынын сол жагында жайгашкан жана бул аралык Жерден болжол менен 4 миллиард жарык жылы. Обсерватория тарабынан нейтрино да, гамма нурлары да, ошондой эле Жерде жана Жерде жалпысынан 20 телескоп табылган. мейкиндик. Бул биринчи изилдөө1 нейтринолорду аныктоону көрсөттү, ал эми кийинки экинчи изилдөө2 блейзерди көрсөттү. галактика Бул нейтринолорду 2014 жана 2015-жылдары да мурда чыгарган. Блейзер, албетте, өтө энергиялуу нейтринолордун, демек, космостук нурлардын да булагы.
Астрономиядагы жаңы ачылыш
Бул нейтринолордун ачылышы чоң ийгилик жана бул нейтринолорду изилдөөгө жана байкоого мүмкүндүк берет аалам теңдешсиз түрдө. Окумуштуулардын айтымында, бул ачылыш аларга биринчи жолу сырдуу космостук нурлардын келип чыгышын издөөгө жардам берет. Бул нурлар Күн системасынын сыртынан жарык ылдамдыгы менен күйүп Жерге түшкөн атомдордун фрагменттери. Алар спутниктерге, байланыш системаларына ж.б. көйгөйлөрдү жаратат деп айыпталат. Нейтринодон айырмаланып, космостук нурлар заряддуу бөлүкчөлөр болгондуктан, магниттик талаалар таасирин тийгизип, алардын жолун өзгөртүп турат жана бул алардын келип чыгышын издөөгө мүмкүн эмес. Космикалык нурлар астрономиянын изилдөө предмети болуп саналат жана 1912-жылы ачылган болсо да, космостук нурлар чоң сыр бойдон калууда.
Келечекте, бул изилдөөдө колдонулган окшош инфраструктураны колдонуу менен кеңири масштабдагы нейтрино обсерваториясы тезирээк натыйжаларга жетише алат жана нейтринолордун жаңы булактарын ачуу үчүн көбүрөөк аныктоолор жүргүзүлүшү мүмкүн. Бир нече байкоолорду жазуу жана электромагниттик спектрдеги маалыматтарды таануу аркылуу жасалган бул изилдөө биздин түшүнүүбүз үчүн абдан маанилүү. аалам аны башкарган физиканын механизмдери. Бул космосту изилдөө үчүн сигналдын жок дегенде эки башка түрүн колдонгон "көп кабарчылар" астрономиясынын эң сонун иллюстрациясы, ал мындай ачылыштарды мүмкүн кылууда аны күчтүүрөөк жана так кылат. Бул ыкма нейтрон жылдыздарынын кагылышуусун ачууга жардам берди гравитациялык толкундар жакынкы өткөндө. Бул кабарчылардын ар бири бизге жаңы билимдерди берет аалам жана атмосферадагы кубаттуу окуялар. Ошондой эле, ал миллиондогон жылдар мурун болгон экстремалдык окуялар жөнүндө көбүрөөк түшүнүүгө жардам берет, бул бөлүкчөлөр Жерге саякат кылышы үчүн.
***
Булагы (с)
1.The IceCube Collaboration et al. 2018. Алоолонгон блазарды мультимессенджердин байкоолору жогорку энергиялуу IceCube-170922A нейтриносу менен дал келет. илим. 361(6398). https://doi.org/10.1126/science.aat1378
2.The IceCube Collaboration et al. 2018. IceCube-0506A эскертүүсүнө чейин TXS 056+170922 блазарынын багытынан нейтрино эмиссиясы. илим. 361(6398). https://doi.org/10.1126/science.aat2890
***
