Zinātnieki ir pamanījuši augstas enerģijas, neticami niecīgu "spoku" daļiņu, ko sauc par neitrīno, kas peld caur Antarktikas ledu, un izsekoja tā pirmsākumus līdz konkrētam blazāram, viņi paziņoja šodien, 12. jūlijā.
Fiziķi ir ļoti satraukti par detektīvu darbu, kas viņiem ir stāstījis par neitrīno dzimšanas vietu. Bet kas visādā ziņā ir neitrīns, un kāpēc tas ir svarīgi, no kurienes šī lieta radusies?
Neitrīno ir subatomiska daļiņa, kas ir tikpat maza kā elektrons, bet bez maksas. Zinātnieki zina, ka neitrīniem ir niecīga masa, taču viņi nevar precīzi noteikt, cik maz. Rezultāts ir tāds, ka neitrīni mēdz dot citai matērijai aukstu plecu: Viņi ļoti bieži mijiedarbojas ar apkārtni, kas zinātniekiem padara tos grūti pamanāmus. [Neitrino izsekošana līdz tā avotam: atklājums attēlos]
Neskatoties uz to, viņi atrodas visur - jūsu ķermeni katru sekundi pumpē apmēram 100 triljoni neitrīnu. Un zinātnieki domā, ka dīvainajām daļiņām var būt atslēga uz dažiem lielākajiem noslēpumiem par Visumu, ieskaitot to, kāpēc matērija uzvarēja antimatērijā jau pēc Lielā sprādziena.
"Neitrīni ir satriecoši," portālam Space.com pastāstīja Keita Šolberga, daļiņu fiziķe no Djūka universitātes Ziemeļkarolīnā. Viņa ir neobjektīva, jo savu karjeru pavadījusi, pētot sīkumus, taču tas viņu nekļūdās. "Mums viņi ir jāsaprot, ja vēlamies saprast visu."
Jaunais pētījums ir mazs solis zinātniekiem, kuri cer tieši to paveikt. Atklāšana sākās IceCube Neutrino observatorijā netālu no Dienvidpola septembrī. Dziļi Antarktīdas ledus loksnes iekšpusē detektoru režģis 3D izsekoja viena neitrīna ceļu.
Ceļš bija pietiekami skaidrs, lai fiziķi varētu sekot neitrīno ceļojumam atpakaļ taisnā līnijā pa Visumu. Nepilnas minūtes laikā viņi lūdza astronomus visā pasaulē pagriezt savus teleskopus uz šo debesu reģionu un atzīmēt, vai viņi redz kaut ko intriģējošu. Un viņi to noteikti izdarīja - tieši tajā pašā apkārtnē bija blazārs, masīvs augstas enerģijas gaismas avots, ko sauc par gamma stariem, un zinātnieki spēja apstiprināt blazāru kā neitrīno avotu.
Process bija iespējams, jo neitrīno, tāpat kā gaismas fotoni, taisnā līnijā var šķērsot ārkārtīgi lielus attālumus Visumā, nenovirzoties no kursa. Cita veida augstas enerģijas daļiņas to nevar izdarīt, jo tās ir uzlādētas. "Viņi ierodas šeit sašifrēti," Merilendas universitātes fiziķis Gregs Sulivivans, kurš strādā ar IceCube Neutrino observatoriju un kurš bija iesaistīts jaunajā pētījumā, pastāstīja Space.com. "Mēs nevaram viņus izsekot tur, no kurienes viņi nāk."
Šis izaicinājums ir satraucis zinātniekus apmēram gadsimtu, jo tas nozīmē, ka viņi nevar noteikt, kāda veida objekti rada kāda veida ļoti uzlādētas daļiņas. Vilšanās motivēja zinātniekus atvērt IceCube - vienīgo neitrīno detektoru, kas ir pietiekami liels, lai uztvertu neticami augstas enerģijas daļiņas, kas dzimušas ārpus mūsu galaktikas, 2010. gadā.
"Neutrinos kādu laiku turēja solījumu spēt kartēt debesis tā, kā jūs gribētu ar gaismu, bet ar augstākām enerģijām," sacīja Sulivans. "Mēs varam uzdot jautājumus vai mēģināt atbildēt uz jautājumiem, kurus citādi nespējāt."
Zema enerģijas līmeņa neitrīnus jau izmanto astronomi, izmantojot Šolberga vadītu tīklu, kurš gaida neitrīnu pārsprāgšanu, lai Piena ceļā pamanītu nākamo kodola sabrukuma supernovu.
Šāda supernova pēdējo reizi tika novērota 1987. gadā, pirms pastāvēja mūsdienu neitrīno detektori. Bet, kad nākamais eksplodē, Šolberga un viņas kolēģi vēlas izmantot neitrīno eksploziju, lai laikus brīdinātu astronomus, lai panāktu gaismas parakstu. Paši neitrīni arī pastāstīs zinātniekiem par notikuma laikā notiekošo. "Faktiski jūs varētu redzēt, ka neitrīnos dzimst melnais caurums," sacīja Šolbergs.
Tas, tāpat kā jaunais blazara pētījums, būtu izrāviens tajā, ko zinātnieki dēvē par multimessenger astronomiju, kurā tiek izmantotas divas vai vairākas dažādas datu kategorijas, piemēram, gaismas fotoni, neitrīno un gravitācijas viļņi. Vairāk datu veidu nozīmē vispārīgāku informāciju par notikušo.
"Tas ir kā liela mīkla, un mēs cenšamies aizpildīt gabalus," sacīja Sulivans. "Redzot attēlu gan dažādās enerģijās, gan dažādās daļiņās, mēs patiešām varam mēģināt izprast notiekošā fiziku."
Bet Sulivans un viņa kolēģi neapmierina apstāšanos pie šodienas paziņojuma. "Šis ir tikai pirmais solis," viņš sacīja, piebilstot, ka fiziķi cer uzbūvēt neitrīno detektoru, kas ir vēl lielāks nekā IceCube. "Mums ir daudz vairāk, ko tur mācīties un redzēt."
