يكتشف كاشف النيوترينو الضخم أول علامات للجزيئات من تنفجر النجوم

Erfahren Sie mehr über die spannende Forschung des Super-Kamiokande-Observatoriums in Japan, das versucht, Neutrinos aus Supernova-Explosionen zu erfassen und so Einblicke in die Physik unter extremen Bedingungen zu gewinnen. Entdecken Sie, wie die Wissenschaftler diese mysteriösen Teilchen fangen und welche neuen Erkenntnisse dies für die Astrophysik bringen könnte.
تعرف على المزيد حول البحث المثير لمرصد Super-Kamiokande في اليابان ، والذي يحاول التقاط النيوتريونات من انفجارات Supernova وبالتالي اكتساب نظرة ثاقبة في الفيزياء في ظل ظروف قصوى. اكتشف كيف يلتقط العلماء هذه الجسيمات الغامضة وما هي المعرفة الجديدة التي يمكن أن تجلبها هذه للفيزياء الفلكية. (Symbolbild/natur.wiki)

يكتشف كاشف النيوترينو الضخم أول علامات للجزيئات من تنفجر النجوم

<الشكل class = "الشكل"> يحل انفجار supernova من . وفقًا للفيزيائيين ، يمكن أن يكون المرصد الفائق الكاميوكاندي في اليابان الآن دفق مستمر من النيوتريونات من هذه الكوارث جمع ، والتي قد تصل إلى عدد قليل من الاكتشافات في السنة

this

على آخر

جزيئات عابرة

من الصعب للغاية فهم النيوتريونات. معظمهم يعبرون الكوكب مثل الضوء من خلال الزجاج ، و Super-K يلتقط فقط جزءًا صغيرًا من أولئك الذين يعبرونه. ومع ذلك ، فإن الكاشف لديه فرصة جيدة لالتقاط النيوتريونات من الطبقات الفائقة لأن الكون يجب أن يغمره. يطلق انهيار النجم كميات هائلة من هذه الجسيمات (المقدرة في حوالي 10^58) ، والتي يطلق عليها علماء الفيزياء الفلكية خلفية Supernova-Neutrino المنتشرة.

حتى الآن ، ومع ذلك ، لم يتمكن أحد من إظهار هذه الخلفية. كانت النيوتريونات فقط

في السنوات 2018-2020 خضع كاشف Super-K لخزان مع 50000 طن من المياه التي تم تنظيفها تحت صخرة كيلومتر واحد بالقرب من Hida في جزيرة Honshu المركزية ، وهي ترقية بسيطة ولكنها مهمة ، وكان هدفها زيادة قدرتها على التمييز بين النيوترونات الفائقة من الجسيمات الأخرى.

إذا كان النيوترينو - بدقة أكثر مكافحة الجسيمات ، يصطدم Antineutrino - مع بروتون في الماء ، يمكن أن يتحول هذا البروتون إلى عدد قليل من الجسيمات الأخرى ، النيوترون ومضاد الإلكترون. يخلق مضاد الإلكترون وميضًا من الضوء أثناء التحرك في الماء بسرعة عالية ، ويتم التقاط هذا الضوء بواسطة أجهزة الاستشعار التي تحيط بجدران الخزان. لا يمكن تمييز وميض الضوء وحده بالضوء الناتج عن النيوتريونات أو antineutrinos من عدد من المصادر الأخرى.

أثناء الترقية ، أضاف العلماء Super-K Water ملحًا قائمًا على الجادولينيوم. يمكّن هذا النيوترون من القبض على جوهر الجادولينيوم في تأثير Antineutrino على الماء ، والذي يطلق تسلسل الطاقة المميز الثاني. يبحث الفيزيائيون الفائقون الذين يبحثون عن supernova-neutrinos عن صف سريع من اثنين من المصابيح الكهربائية ، واحد من مضادات الإلكترون والثاني من النيوترون السجناء.

الألغاز الكونية حل

يقول

Nakahata إنه سيستغرق عدة سنوات لإشارات Supernova الحقيقية للظهور بوضوح ، لأن إشارات الفقاء المزدوجة يمكن أن تأتي أيضًا من مصادر Neutrino الأخرى ، بما في ذلك تلك الناجمة عن الأشعة الكونية التي ضربت الجو. ويضيف أنه حتى يتم إغلاق Super-K بحلول عام 2029 ، في حالة قيامه بجمع بيانات كافية لجمع مطالبة قوية.

لإظهار أن النيوتريونات من الطبقات الفائقة البعيدة التي حدثت منذ مليارات من السنين لا تزال موجودة ، من شأنها أن تؤكد أن النيوتريونات هي جزيئات مستقرة ولا تتفكك في أي شيء آخر ، كما يقول ناكهااتا. هذا شيء يشتبه الفيزيائيون منذ فترة طويلة ، لكن لم يثبت أنه يثبت.

يمكن أن يوفر قياس الطيف الكامل لطاقات Supernova-Neutrinos أيضًا معلومات عن عدد الطبقات الفائقة التي حدثت على عصر مختلف من التاريخ الكوني ، كما يقول هارادا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تكشف عن عدد النجوم المنهارة التي أدت إلى وجود ثقب أسود - والذي من شأنه أن يوقف انبعاث النيوتريونات - على عكس ترك نجم النيوترون.

يقول Ignacio Tabada ، عالم فيزياء في معهد جورجيا للتكنولوجيا في أتلانتا والمتحدث باسم Igeecube-Neutrino في القطب الجنوبي ، إن

لا تزال البيانات من Super-K ضعيفة جدًا بحيث لا يمكن الاكتشاف ، لكن إمكانية اكتشاف النيوتريونات المنتشرة "مثيرة للغاية". "سيوفر النيوتريونات قياسًا مستقلًا لتاريخ تكوين النجوم في الكون."