Kosminių spindulių kilmė buvo viena iš labiausiai ištvermingų paslapčių fizikoje ir atrodo, kad ji tam tikslui liks kurį laiką. Vienas iš pirmaujančių kandidatų, iš kur kyla kosminiai spinduliai, yra gama spindulių sprogimai, o fizikai tikėjosi, kad didžiulis Antarkties detektorius, vadinamas IceCube Neutrino observatorija, patvirtins šią teoriją. Bet daugiau nei 300 GRB stebėjimai nerodė kosminių spindulių įrodymų. Trumpai tariant, kosminiai spinduliai nėra tokie, kokie mes manėme.
Bet, kaip ir Tomas Edisonas, kuris teigė, kad „kiekvienas neteisingas bandymas yra dar vienas žingsnis į priekį“, fizikai šią naujausią išvadą vertina kaip pažangą.
„Nors mes dar nenustatėme, iš kur sklinda kosminiai spinduliai, mes žengėme didelį žingsnį siekdami paneigti vieną iš pirmaujančių prognozių“, - teigė „IceCube“ pagrindinis tyrėjas ir Viskonsino universiteto Madisono fizikos profesorius Francis Halzenas.
Kosminiai spinduliai yra elektriškai įkrautos dalelės, tokios kaip protonai, kurios trenkia į Žemę iš visų pusių ir kurių energija yra iki šimto milijono kartų didesnė nei tų, kurie sukurti žmogaus sukurtuose greitintuvuose. Intensyvios sąlygos, reikalingos tokioms energetinėms dalelėms generuoti, sutelkė fizikų dėmesį į du galimus šaltinius: masyvias juodąsias skylutes aktyvių galaktikų centruose ir gama spindulių sprogimus (GRB), gama spindulių blyksnius, susijusius su ypač energetiniais sprogimais, kurie buvo pastebėti. tolimose galaktikose.
„IceCube“ naudoja neutrinus, kurie, kaip manoma, lydi kosminių spindulių gaminimą, kad ištirtų šias dvi teorijas. Balandžio 19 d. Žurnalo „Nature“ numeryje paskelbtame dokumente „IceCube“ mokslininkai aprašo neutrinų, išsiskyrusių iš 300 gama spinduliuotės sprogimų, paskutinę sutapimą su SWIFT ir Fermi palydovais, paiešką nuo 2008 m. Gegužės mėn. Iki 2010 m. Balandžio mėn. nerasta nė vieno - rezultatas, prieštaraujantis 15 metų prognozėms ir keliantis iššūkį vienai iš dviejų pirmaujančių teorijų apie didžiausios energijos kosminių spindulių kilmę.
Detektorius ieško didelės energijos (teraelektronvoltas; 1012-elektronvoltų) neutrinų, ir savo darbe komanda teigė, kad rado su GRB susijusių energetinių neutrinų srauto viršutinę ribą, kuri yra bent 3,7 koeficientas mažesnė už prognozes. Tai reiškia, kad abu GRB nėra vieninteliai kosminių spindulių šaltiniai, kurių energija didesnė kaip 1018elektronų voltų, arba neutrinų gamybos efektyvumas yra daug mažesnis, nei buvo prognozuota. Bet kokiu atveju, sako mokslininkai, turėsime persvarstyti mūsų dabartines kosminių spindulių ir neutrinų gamybos GRB teorijas. “Šios neutrinos paieškos rezultatas yra reikšmingas, nes pirmą kartą mes turime pakankamai jautraus prietaiso, kad atidarytume naują. langas apie kosminių spindulių gamybą ir GRB vidaus procesus “, - sakė„ IceCube “atstovas ir Merilendo universiteto fizikos profesorius Gregas Sullivanas. "Netikėtai iš GRB nepatekęs neutrinų, privertė iš naujo įvertinti kosminių spindulių ir neutrinų susidarymo GRB ugnies kamuolyje teoriją ir galbūt teoriją, kad ugnies kamuoliuose generuojami didelės energijos kosminiai spinduliai." IceCube yra dalelių detektorius prie Pietų ašigalis, kuriame užfiksuota beveik beveidė neutrinų sąveika. Prietaisai stebi neutrinus, aptikdami silpną mėlyną šviesą, kurią sukuria neutrinų sąveika su ledu. Neutrinai gali lengvai keliauti per žmones, sienas ar ištisas planetas, tokias kaip Žemė. „IceCube“ yra sukurta didžiuliu mastu, siekiant aptikti retą jų sąveiką. Vienas kubinis kilometras ledyninio ledo, pakankamas 400 kartų tilpti į didelę Gizos piramidę, yra aprūpintas 5160 optiniais jutikliais, įtaisytais iki 2,5 km gylio ledo. GRBs, galingiausius Visatos sprogimus, dažniausiai palydovai pastebi naudojant X - spinduliai ir (arba) gama spinduliai. GRB yra matomi maždaug kartą per dieną ir yra tokie ryškūs, kad juos galima pamatyti iš pusės pusės per matomą Visatą. Sprogimai paprastai trunka tik keletą sekundžių, ir per tą trumpą laiką jie gali aplenkti visa kita visatoje. Mokslininkai teigia, kad geresnis teorinis supratimas ir daugiau konkurentų „IceCube“ detektoriaus duomenų padės mokslininkams geriau suprasti kosminių spindulių gamybos paslaptį. „IceCube“ šiuo metu renka daugiau duomenų naudodamas baigtą, geriau sukalibruotą ir geriau suprantamą detektorių. „IceCube“ bendradarbiauja 250 fizikų ir inžinierių iš JAV, Vokietijos, Švedijos, Belgijos, Šveicarijos, Japonijos, Kanados, Naujosios Zelandijos, Australijos ir Barbadosas. Daugiau informacijos „IceCube“.
Šaltinis: „IceCube“ / Viskonsino universitetas
