Hiiglaslik neutriinodetektor avastab osakeste esimesed märgid plahvatavatest tähtedest

Veröffentlicht:

Von:

Lisateavet Jaapani super-Kamiokande vaatluskeskuse põnevate uuringute kohta, mis üritavad supernova plahvatustest neutriinosid hõivata ja seeläbi saada füüsikast ekstreemsetes tingimustes. Avastage, kuidas teadlased need salapärased osakesed kinni püüavad ja milliseid uusi teadmisi astrofüüsika jaoks seda võiksid tuua.
(Symbolbild/natur.wiki)

Iga sekund variseb kuskil massitava tähe kokku jälgitavas universumis ja Lahendab supernoova plahvatuse. "https://www.nature.com/articles/d41586-019-00598-9" Data-Track-category = "Body Text link"> Koguge , mis võib ulatuda mõnele avastusele aastas.

See

Viimases neutrino, misy, Itaal, Italy, Itaal Tokyo ülikooli füüsik Harada, et esimesed näidustused supernova-neutrinodest pärinevad ilmselt osakeste kaosest, mida super-Kamiokandi detektor iga päev kogub muudest allikatest, näiteks atmosfääri tabanud kosmilised kiired, ja tuumade sulandumist päikese käes. Tulemus näitab, et "oleme hakanud jälgima signaali", ütles Tokyo ülikooli füüsik ja eksperimendi pressiesindaja Masayuki Nakahata, mida tavaliselt nimetatakse super-K-ks. Nakahata hoiatab siiski, et toetavad andmed - kogutud üle 956 päeva vaatluspäeva - on endiselt väga nõrgad.

põgusad osakesed

Neutriinosid on äärmiselt raske aru saada. Enamik ületab planeedi nagu valgus läbi klaasi ja Super-K jäädvustab ainult pisikese osa neist, kes selle ületavad. Sellegipoolest on detektoril head võimalused supernoovadest neutriinode hõivamiseks, kuna universum tuleks sellega üle ujutada. Tähe kokkuvarisemine vabastab tohutult palju neid osakesi (hinnanguliselt umbes 10^58), mida astrofüüsikud nimetavad hajusaks supernova-neutrino taustaks.

Siiani pole keegi seda tausta demonstreerinud. Neutriinosid olid ainult

Aastatel 2018-2020 läbis Super-K-detektor paagi 50 000 tonni puhastatud veega Hida kesklinnas Honshu kesksaarel ühe kilomeetrise kivi all, mis oli lihtne, kuid oluline versiooniuuendus, mille eesmärk oli suurendada selle võimet eristada supernoova neutrinosid teistest osakestest.

Kui neutriino - täpsemalt selle osakeskusevastane, antineutrino - põrkub vees prootoniga, võib see prooton konverteerida mõneks teiseks osakeseks, neutroniks ja anti -nelektroniks. Elektron tekitab suurel kiirusel vees liikudes valguse välgu ja selle valguse jäädvustavad andurid, mis ümbritsevad paagi seinu. Ainuüksi seda valguse välgu ei saanud eristada paljude muudest allikatest neutriinode või antineutrinode tekitatud valgusega.

Uuenduse ajal lisas teadlased Super-K vesi gadoliiniumil põhineva soola. See võimaldab Gadoliiniumi südamiku poolt Neutroni jäädvustada antineutrino mõjul veele, mis vabastab teise iseloomuliku energiajärjestuse. Supernova-neutrinosid otsivad super-k füüsikud otsivad kiiret rida kahest taskust, üks elektronidevastasest ja teine ​​vangi neutronist.

kosmilised müsteeriumid lahendavad

Nakahata ütleb, et tõeliste supernoova signaalide selgelt ilmnemiseks kulub mitu aastat, kuna topeltpinna signaalid võivad pärineda ka teistest neutriinoallikatest, sealhulgas atmosfääri tabanud kosmiliste kiirte põhjustatud neist. Kuid kuni Super-K peaks 2029. aastal sulgema, lisab ta, kui see oleks kindla nõude kogumiseks kogunud piisavalt andmeid.

An , mis peaks valmima umbes 2027. aasta paiku, võib super-K tulemusi massiliselt parandada. Esiteks täidetakse Hyper-K puhta veega, kuid "kõik detektori komponendid on mõeldud ühilduvaks Gadoliiniumiga", mida võiks hiljem lisada, ütles Londoni King’s College'i füüsiku ja projekti kaasesimees Francesca di Lodovico.

Et näidata, et miljardites tagasi aasta tagasi aset leidnud kaugete supernoovade neutriinod olid endiselt olemas, kinnitaksid, et neutriinod on stabiilsed osakesed ega lagune millekski muuks, ütles Nakahata. See on midagi, mida füüsikud on juba pikka aega kahtlustanud, kuid pole tõestatud, et see tõestab.

Supernoova-neutrinode energia kogu spektri mõõtmine võiks anda ka teavet selle kohta, kui palju supernoovasid on toimunud kosmilise ajaloo erinevatel ajastutel, ütles Harada. Lisaks võib see paljastada, kui palju kokkuvarisevaid tähti põhjustas musta augu - mis peataks neutriinode heitkoguseid - vastupidiselt neutronitähe tagasi jätta.

Super-K-st pärit andmed on endiselt avastuse taotlemiseks liiga nõrgad, kuid difuusse neutriino avastamise võimalus on "äärmiselt põnev", ütles Atlanta Georgia Tehnoloogiainstituudi füüsik Ignacio Tabada ja Lõuna-pooluse ICECUBE-NEUTRINO MATSERIMISE PROSENSMEN. "Neutriinod annaksid sõltumatu mõõtmise tähekujunduse ajaloo jaoks universumis."