Awọn ipilẹṣẹ ti agbara-giga neutrinos ti wa ni itopase fun igba akọkọ, ti o yanju ohun ijinlẹ astronomic pataki kan
Lati ni oye ati imọ siwaju sii agbara tabi ọrọ, iwadi ti awọn patikulu sub-atomic aramada jẹ pataki pupọ. Awọn onimọ-jinlẹ n wo awọn patikulu sub-atomic – neutrinos - lati ni oye siwaju sii ti awọn iṣẹlẹ ati awọn ilana ti o yatọ lati eyiti wọn ti bẹrẹ. A mọ nipa awọn irawọ ati paapaa oorun nipa kikọ ẹkọ neutrinos. Nibẹ ni ki Elo siwaju sii lati wa ni kọ nipa awọn Agbaye ati oye bi iṣẹ neutrinos ṣe jẹ igbesẹ pataki julọ fun eyikeyi onimọ-jinlẹ ti o nifẹ si Fisiksi ati Aworawo.
Kini awọn neutrinos?
Neutrinos jẹ awọn patikulu vaporous (ati iyipada pupọ) pẹlu fere ko si iwọn, ko si idiyele ina ati pe wọn le kọja nipasẹ eyikeyi iru ọrọ laisi iyipada eyikeyi ninu ara wọn. Neutrinos le ṣaṣeyọri eyi nipa diduro awọn ipo iwọn otutu ati awọn agbegbe ipon bi awọn irawọ, aye ati awọn galaxies. Ẹya pataki ti awọn neutrinos ni pe wọn ko ṣe ajọṣepọ pẹlu ọrọ naa ni agbegbe wọn ati pe eyi jẹ ki wọn nira pupọ lati ṣe itupalẹ. Paapaa, wọn wa ni “awọn adun” mẹta - elekitironi, tau ati muon ati pe wọn yipada laarin awọn adun wọnyi nigbati wọn ba n ṣe oscillating. Eyi ni a pe ni awọn iṣẹlẹ “dapọ” ati pe eyi ni agbegbe ajeji julọ ti ikẹkọ nigbati o n ṣe awọn idanwo lori neutrinos. Awọn abuda ti o lagbara julọ ti neutrinos ni pe wọn gbe alaye alailẹgbẹ nipa ipilẹṣẹ gangan wọn. Eyi jẹ nipataki nitori awọn neutrinos botilẹjẹpe agbara pupọ, wọn ko ni idiyele nitorinaa wọn ko ni ipa nipasẹ awọn aaye oofa ti eyikeyi agbara. A ko mọ ipilẹṣẹ ti neutrinos patapata. Pupọ ninu wọn wa lati oorun ṣugbọn nọmba kekere paapaa awọn ti o ni agbara giga wa lati awọn agbegbe ti o jinlẹ ti aaye. Eyi ni idi ti ipilẹṣẹ gangan ti awọn alarinkiri alarinkiri wọnyi ko jẹ aimọ ati pe wọn tọka si bi “awọn patikulu iwin”.
Oti ti neutrino agbara-giga itopase
Ni ilẹ-kikan ibeji-ẹrọ ni Aworawo atejade ni ScienceAwọn oniwadi fun igba akọkọ ti tọpasẹ ipilẹṣẹ ti neutrino sub-atomic particle neutrino ti a ri jin ni yinyin ni Antarctica lẹhin ti o rin irin-ajo 3.7 bilionu ọdun si aye Earth1,2. Iṣẹ yii jẹ aṣeyọri nipasẹ ifowosowopo ti awọn onimọ-jinlẹ 300 ati awọn ile-iṣẹ 49. Awọn neutrinos agbara-giga ni a rii nipasẹ aṣawari IceCube ti o tobi julọ ti a ṣeto ni South Pole nipasẹ IceCube Neutrino Observatory jin sinu awọn ipele ti yinyin. Lati ṣaṣeyọri ibi-afẹde wọn, awọn iho 86 ni a ti gbẹ sinu yinyin, kọọkan ọkan ati idaji awọn maili jinlẹ, ati tan kaakiri lori nẹtiwọki ti o ju awọn sensọ ina 5000 lọ bayi ti o bo agbegbe lapapọ ti kilomita 1 cubic. Oluwari IceCube, ti a ṣakoso nipasẹ US National Science Foundation, jẹ aṣawari nla kan ti o ni awọn kebulu 86 eyiti a fi sinu awọn ihò iho ti o gbooro si yinyin jinna. Awọn aṣawari ṣe igbasilẹ ina bulu pataki eyiti o jade nigbati neutrino kan ba ṣepọ pẹlu arin atomiki kan. Ọpọlọpọ awọn neutrinos agbara-giga ni a rii ṣugbọn wọn ko ṣee ṣe titi ti neutrino kan ti o ni agbara ti 300 aimọye elekitironi volts ni a rii ni aṣeyọri labẹ fila yinyin kan. Agbara yii fẹrẹ to awọn akoko 50 tobi ju agbara ti awọn protons eyiti o yika nipasẹ Large Hardon Collider eyiti o jẹ ohun imuyara patiku ti o lagbara julọ lori eyi. aye. Ni kete ti iṣawari yii ti ṣe, eto akoko gidi kan ni ọna ti o ṣajọ ati ṣajọ data, fun gbogbo iwoye itanna, lati awọn ile-iṣere lori Earth ati ni aaye nipa ipilẹṣẹ neutrino yii.
Neutrino ni aṣeyọri tọpa pada si itanna kan galaxy mọ bi "blazer". Blazer jẹ iṣẹ elliptical gigantic kan galaxy pẹlu awọn ọkọ ofurufu meji ti o njade neutrinos ati awọn egungun gamma. O ni supermassive kan pato ati yiyi ni iyara iho dudu ni awọn oniwe-aarin ati awọn galaxy n lọ si Earth ni ayika iyara ti ina. Ọkan ninu awọn ọkọ ofurufu ti blazer jẹ ti ohun kikọ ti o ni gbigbona ati pe o tọka taara ni ilẹ ni fifun eyi galaxy orukọ rẹ. Awọn blazer galaxy wa si apa osi ti Orion constellation ati pe ijinna yii jẹ nipa 4 bilionu ina-ọdun lati Earth. Mejeeji neutrinos ati awọn egungun gamma ni a rii nipasẹ ile-iṣẹ akiyesi ati pe lapapọ 20 telescopes lori Earth ati ni aaye. Iwadi akọkọ1 fihan wiwa awọn neutrinos ati iwadi keji ti o tẹle2 fihan pe blazer naa galaxy ti ṣe awọn neutrinos wọnyi ni iṣaaju tun ni ọdun 2014 ati 2015. Blazer jẹ dajudaju orisun kan ti awọn neutrinos ti o ni agbara pupọ ati nitorinaa ti awọn egungun agba aye daradara.
Awari-kikan ilẹ ni Aworawo
Awari ti awọn neutrinos wọnyi jẹ aṣeyọri pataki ati pe o le jẹ ki iwadi ati akiyesi ti Agbaye ni ọna ti ko ni afiwe. Àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì sọ pé ìṣàwárí yìí lè ràn wọ́n lọ́wọ́ láti tọpasẹ̀ ẹ̀dà sẹ́yìn, fún ìgbà àkọ́kọ́ gan-an, àwọn ìpilẹ̀ṣẹ̀ àwọn ìtànṣán ìjìnlẹ̀ àràmàǹdà. Awọn egungun wọnyi jẹ awọn ajẹkù ti awọn ọta ti o wa silẹ si Earth lati ita eto oorun ti n gbin ni iyara ina. Wọn jẹbi fun nfa awọn iṣoro si awọn satẹlaiti, awọn eto ibaraẹnisọrọ ati bẹbẹ lọ Ni idakeji si awọn neutrinos, awọn egungun agba aye ti gba agbara awọn patikulu nitorina awọn aaye oofa n tẹsiwaju ni ipa ati yi ọna wọn pada ati pe eyi jẹ ki o ṣee ṣe lati wa awọn ipilẹṣẹ wọn pada. Awọn egungun agba aye ti jẹ koko-ọrọ ti iwadii ni imọ-jinlẹ fun igba pipẹ ati botilẹjẹpe wọn ṣe awari ni ọdun 1912, awọn egungun agba aye jẹ ohun ijinlẹ nla kan.
Ni ojo iwaju, ibi akiyesi neutrino lori iwọn nla ti o nlo awọn amayederun ti o jọra gẹgẹbi a ti lo ninu iwadi yii le ṣe aṣeyọri awọn esi ti o yarayara ati pe a le ṣe awari diẹ sii lati ṣawari awọn orisun titun ti neutrinos. Iwadi yii ti a ṣe nipasẹ gbigbasilẹ ọpọlọpọ awọn akiyesi ati gbigba imọ data kọja iwọn itanna eletiriki jẹ pataki lati ni oye wa siwaju si ti Agbaye awọn ilana ti fisiksi ti o ṣe akoso rẹ. O jẹ apejuwe akọkọ ti astronomie “multimessenger” eyiti o lo o kere ju awọn oriṣi ami ami meji ti o yatọ lati ṣe ayẹwo awọn agba aye ti o jẹ ki o lagbara ati pe o peye ni ṣiṣe iru awọn iwadii bẹ ṣeeṣe. Ọna yii ti ṣe iranlọwọ iwari ikọlu irawọ neutroni ati paapaa awọn igbi omi walẹ ninu awọn laipe kọja. Kọọkan ninu awọn wọnyi onṣẹ pese wa titun imo nipa awọn Agbaye ati awọn iṣẹlẹ ti o lagbara ni oju-aye. Pẹlupẹlu, o le ṣe iranlọwọ ni oye diẹ sii nipa awọn iṣẹlẹ ti o ga julọ eyiti o waye ni awọn miliọnu ọdun sẹyin ti n ṣeto awọn patikulu wọnyi lati ṣe irin-ajo wọn si Earth.
***
Orisun (s)
1.The IceCube Ifowosowopo et al. 2018. Multimessenger akiyesi ti a flaring blazar coincident pẹlu ga-agbara neutrino IceCube-170922A. Science. 361 (6398). https://doi.org/10.1126/science.aat1378
2.The IceCube Ifowosowopo et al. 2018. Neutrino itujade lati awọn itọsọna ti blazar TXS 0506 + 056 saju si IceCube-170922A gbigbọn. Science. 361 (6398). https://doi.org/10.1126/science.aat2890
***
