Atvaizdo kreditas: „UW-Madison“
Antarktidos leduose pastatytas naujas teleskopas baigė kurti pirmąjį didelės energijos neutrinų dangaus žemėlapį. Tiesą sakant, žemyn per visą Žemę galima pamatyti neutrinus, kurie juda dideliu greičiu ir netrukdomai praeina pro visą materiją. AMANDA II atrado neutrinus, kurių energija 100 kartų didesnė už laboratorinių eksperimentų Žemėje energiją.
Naujas teleskopas, kurio langas į kosmosą naudojamas Antarktidos ledo sluoksniu, sukūrė pirmąjį aukštos energijos neutrinų dangaus žemėlapį.
Žemėlapyje, kuris šiandien (liepos 15 d.), Tarptautinės astronomijos sąjungos susitikime, atidengtas astronomams, astronomams suteikiamas pirmas gąsdinantis žvilgsnis iš labai energijos reikalaujančių neutrinų - vaiduokliškų dalelių, kurios, kaip manoma, sklinda iš kai kurių žiauriausių įvykių Visata - sudaužomos juodosios skylės, gama spindulių sprogimai ir žiaurios tolimų galaktikų šerdys.
„Tai yra pirmieji duomenys apie neutrino teleskopą su realiu atradimo potencialu“, - sako Francis Halzenas, Viskonsino universiteto Madisono fizikos profesorius, žemėlapis, sudarytas naudojant AMANDA II - vienintelį teleskopą, pastatytą su atrama. iš Nacionalinio mokslo fondo (NSF) ir sudarytas iš šviesos surinkimo detektorių, palaidotų 1,5 km atstumu po Pietų ašigalį, ledo. „Iki šiol tai yra pats jautriausias būdas pažvelgti į daug energijos sukeliantį neutrino dangų“, - sako jis.
Gebėjimas aptikti didelės energijos neutrinus ir atsekti juos iki jų kilmės vietos išlieka vienas iš svarbiausių šiuolaikinės astrofizikos uždavinių.
Kadangi kosminiai neutrinai yra nematomi, neįkrauti ir beveik neturi masės, jų beveik neįmanoma aptikti. Skirtingai nei fotonai, dalelės, sudarančios matomą šviesą, ir kitos rūšies radiacija, neutrinai gali netrukdomai praeiti pro planetas, žvaigždes, didžiulius tarpžvaigždinės erdvės magnetinius laukus ir net ištisas galaktikas. Ši kokybė, dėl kurios juos labai sunku aptikti, taip pat yra didžiausias jų turtas, nes informacija, kurią jie turi apie kosmologiškai tolimus ir kitaip nepastebimus įvykius, lieka nepažeista.
„AMANDA II“ parengtas žemėlapis yra preliminarus, pabrėžia Halzenas ir parodo tik vienerių metų duomenis, surinktus iš ledinio teleskopo. Naudodamas dar dvejų metų duomenis, jau surinktus su „AMANDA II“, Halzenas ir jo kolegos apibrėžs dangaus žemėlapio struktūrą ir surinks galimus signalus iš statistinių dabartinio žemėlapio svyravimų, kad juos patvirtintų ar paneigtų.
Žemėlapio reikšmė, pasak Halzeno, yra tai, kad jis įrodo, kad detektorius veikia. „Tai nustato technologijos efektyvumą, - sako jis, - ir tai rodo, kad mes pasiekėme tokį patį jautrumą kaip ir teleskopai, naudojami gama spinduliams aptikti tame pačiame didelės energijos srityje“. Iš kosminių spindulių spartinančių objektų tikimasi maždaug vienodų signalų, kurių kilmė nežinoma beveik šimtmetį po jų atradimo.
Nugrimzdęs giliai į Antarktidos ledus, AMANDA II (Antarkties muonų ir neutronų detektorių matricos) teleskopas yra skirtas žiūrėti ne į viršų, bet žemyn per žemę į dangų šiaurės pusrutulyje. Teleskopą sudaro 677 stikliniai optiniai moduliai, kurių kiekvieno dydis yra boulingo rutulys, išdėstytas ant 19 laidų, giliai į ledą nukreiptų aukšto slėgio karšto vandens grąžtų pagalba. Masyvas 500 metrų aukščio ir 120 metrų skersmens ledo cilindrą paverčia dalelių detektoriumi.
Stiklo moduliai veikia kaip atvirkštinės lemputės. Jie aptinka ir užfiksuoja silpnus ir trumpalaikius šviesos ruožus, susidarančius, kai kartais neutrinai patenka į ledo atomus detektoriaus viduje arba šalia jo. Subatominiai nuolaužos sukuria muonus, tai yra dar viena subatominių dalelių rūšis, kuri, esant reikalui, giliai Antarktidos lede palieka efemerišką mėlynos šviesos pabudimą. Šviesos ruožas sutampa su neutrino keliu ir nukreiptas atgal į jo pradinį tašką.
Kadangi žemėlapis suteikia pirmąjį žvilgsnį į aukštos energijos neutrinų dangų, žemėlapis sudomins astronomus, nes, sako Halzenas, „mes dar nežinome, kaip pagreitėja kosminiai spinduliai ar iš kur jie ateina“.
Tai, kad AMANDA II dabar identifikavo neutrinus iki šimto kartų didesnių nei dalelių energija, kurią sukuria galingiausi žemės paviršiaus greitintuvai, leidžia manyti, kad kai kurios iš jų ilgose kelionėse gali būti paleistos iš pačių energingiausių įvykių. kosmose. Galimybė reguliariai nustatyti didelės energijos neutrinus suteiks astronomams objektyvą ne tik tokiems keistams reiškiniams, kaip juodųjų skylių susidūrimas, tirti, bet ir priemonėmis, leidžiančiomis tiesiogiai pasiekti neredaguotą informaciją iš įvykių, įvykusių šimtus milijonų ar milijardus šviesmečių. toli ir eonas.
„Šis žemėlapis galėtų būti pirmasis kosminio akceleratoriaus įrodymas“, - sako Halzenas. „Bet mes dar nesame ten“.
Medžiaga kosminių neutrinų šaltiniams įgauna pagreitį, nes AMANDA II teleskopas didėja, nes pridedama naujų detektorių stygų. Planai reikalauja, kad teleskopas išaugtų iki kubinio kilometro prietaisų ledo. Naujasis teleskopas, žinomas kaip „IceCube“, leis kosminius neutrinų šaltinius plauti labai efektyviai.
„Mes būsime jautrūs pesimistiškiausioms teorinėms prognozėms“, - sako Halzenas. „Atminkite, kad mes ieškome šaltinių ir net jei ką nors sužinotume dabar, mūsų jautrumas yra toks, kad geriausiu atveju pamatytume 10 neutrinų per metus. Tai nėra pakankamai gerai. “
Originalus šaltinis: WISC naujienų leidinys
