Attēla kredīts: UW-Madison
Jauns teleskops, kas atrodas Antarktīdas ledus, ir pabeidzis pirmo augstas enerģijas neitrīno debesu karti. Tas faktiski skatās uz leju, cauri visai Zemei, lai apskatītu ziemeļu debesīs neitrīnus, kas pārvietojas lielā ātrumā un netraucēti šķērso gandrīz visas matērijas. AMANDA II ir atklājis neitrīnus ar 100 reizes lielāku enerģiju nekā jebkurš, kas iegūts laboratorijas eksperimentos uz Zemes.
Jauns teleskops, kura logs uz kosmosu izmanto Antarktikas ledus lapu, ir sagatavojis pirmo augstas enerģijas neitrīno debesu karti.
Karte, kas šodien (15. jūlijā) šeit, Starptautiskās astronomijas savienības sanāksmē, tika atklāta astronomiem, sniedz astronomiem pirmo vilinošo ieskatu ļoti enerģijas enerģijas neitrīnos - spokainā daļiņās, kuras, domājams, izstaro no dažiem vardarbīgākajiem notikumiem Visums - sagrauj melnos caurumus, gamma staru pārrāvumus un tālu galaktiku vardarbīgos kodolus.
"Šie ir pirmie dati par neitrīno teleskopu ar reālistisku atklāšanas potenciālu," saka Fransisko Halzens, Viskonsinas Universitātes un Medisonas fizikas profesors, par karti, kas sastādīta, izmantojot AMANDA II - vienreizēju teleskopu, kas izveidots ar atbalstu. no Nacionālā zinātnes fonda (NSF) un sastāv no gaismas savākšanas detektoru blokiem, kas aprakti ledū 1,5 kilometrus zem dienvidu pola. "Līdz šim tas ir visu laiku jutīgākais veids, kā aplūkot augstas enerģijas neitrīno debesis," viņš saka.
Spēja noteikt augstas enerģijas neitrīnus un izsekot tos atpakaļ to izcelsmes punktos joprojām ir viens no mūsdienu astrofizikas svarīgākajiem uzdevumiem.
Tā kā kosmiskie neitrīni ir neredzami, neuzlādēti un gandrīz nav masas, tos gandrīz nav iespējams atklāt. Atšķirībā no fotoniem, daļiņām, kas veido redzamu gaismu, un citiem radiācijas veidiem neitrīni var netraucēti iziet cauri planētām, zvaigznēm, starpzvaigžņu telpas plašajiem magnētiskajiem laukiem un pat veselām galaktikām. Šī kvalitāte, kuras dēļ tos ir ļoti grūti atklāt, ir arī viņu lielākā priekšrocība, jo informācija, ko viņi glabā par kosmoloģiski tālajiem un citādi nepamanāmiem notikumiem, paliek neskarta.
AMANDA II izstrādātā karte ir provizoriska, uzsver Halzena, un tā atspoguļo tikai viena gada datus, kas savākti ar ledū redzamo teleskopu. Izmantojot vēl divus gadus ilgus datus, kas jau savākti ar AMANDA II, Halzen un viņa kolēģi nākamreiz definēs debesu kartes struktūru un sakārtos potenciālos signālus no pašreizējās kartes statistiskajām svārstībām, lai tos apstiprinātu vai atspēkotu.
Pēc Halzena teiktā, kartes nozīme ir tā, ka tā pierāda, ka detektors darbojas. "Tas nosaka tehnoloģijas veiktspēju," viņš saka, "un tas parāda, ka mēs esam sasnieguši tādu pašu jutīgumu kā teleskopi, kurus izmanto gamma staru noteikšanai tajā pašā augstas enerģijas reģionā", kas saistīts ar elektromagnētisko spektru. Aptuveni vienādi signāli tiek gaidīti no objektiem, kas paātrina kosmiskos starus, kuru izcelsme nav zināma gandrīz gadsimtu pēc to atklāšanas.
Iegrimis dziļi Antarktikas ledus, AMANDA II (Antarctic Muon and Neutrino Detector Array) teleskops ir veidots tā, lai skatītos nevis uz augšu, bet uz leju, caur Zemi līdz debesīm ziemeļu puslodē. Teleskops sastāv no 677 stikla optiskajiem moduļiem, katrs no tiem boulinga bumbiņas lielumā, kas ir novietots uz 19 kabeļiem, kas dziļi ledū izvietoti ar augstspiediena karstā ūdens urbju palīdzību. Masīvs pārveido 500 metru augstuma un 120 metru diametra ledus cilindru daļiņu detektorā.
Stikla moduļi darbojas tāpat kā spuldzes atpakaļgaitā. Viņi uztver un uztver vājās un īslaicīgās gaismas svītras, kas rodas, ja reizēm neitrīni iekrīt ledus atomos detektorā vai tā tuvumā. Subatomātiskie vraki rada muonus - citu subatomisko daļiņu sugu, kas dziļā Antarktikas ledū ērti atstāj zilās gaismas īslaicīgu nomodu. Gaismas josla sakrīt ar neitrīno ceļu un norāda atpakaļ uz tā sākumpunktu.
Tā kā tā sniedz pirmo ieskatu augstas enerģijas neitrīno debesīs, tā būs astronomu liela interese, jo, saka Halzens, “mums joprojām nav ne jausmas, kā kosmiskie stari tiek paātrināti vai kur tie nāk.”
Fakts, ka AMANDA II tagad ir identificējis neitrīnus līdz simts reizes lielākai daļiņu enerģijai, ko rada visspēcīgākie zemes strāvas paātrinātāji, rada izredzes, ka dažus no tiem tālajos ceļojumos var uzsākt daži no visizcilākajiem enerģētiskajiem notikumiem. kosmosā. Spēja regulāri noteikt augstas enerģijas neitrīnus ļaus astronomiem ne tikai ar objektīvu izpētīt tik savādas parādības kā melno caurumu sadursme, bet arī ar līdzekļiem tiešai piekļuvei rediģētai informācijai no notikumiem, kas notika simtiem miljonu vai miljardu gaismas gadu laikā prom un eons atpakaļ.
"Šī karte varētu saturēt pirmos pierādījumus par kosmisko paātrinātāju," saka Halzen. "Bet mēs vēl neesam tur."
Medības par kosmisko neitrīnu avotiem iegūs stimulu, kad AMANDA II teleskops palielināsies, pievienojot jaunas detektoru virknes. Plāni aicina teleskopu izaugt līdz kubikkilometram instrumentālā ledus. Jaunais teleskops, kas pazīstams kā IceCube, padarīs debesu mazgāšanu kosmisko neitrīno avotu ieguvei ļoti efektīvu.
“Mēs jutīsimies pret vispesimistiskākajām teorētiskajām prognozēm,” saka Halzens. “Atcerieties, ka mēs meklējam avotus, un pat tad, ja kaut ko atklājam tagad, mūsu jutīgums ir tāds, ka labākajā gadījumā mēs redzētu apmēram 10 neitrīnus gadā. Tas nav pietiekami labi. ”
Oriģinālais avots: WISC ziņu izlaidums
