Oamenii de știință au descoperit o particulă „fantomă” de mare energie, incredibil de mică, numită neutrino care zboară prin gheața Antarctică și și-a trasat originile înapoi la un blazar specific, au anunțat astăzi, 12 iulie.
Fizicienii sunt foarte încântați de munca detectivă care le-a spus despre locul de naștere al neutrinului. Dar ce naiba este oricum un neutrino și de ce contează de unde a venit lucrul?
Un neutrino este o particulă subatomică la fel de mică ca un electron, dar fără nicio încărcare. Oamenii de știință știu că neutrinii au o masă minusculă, dar nu pot preciza exact cât de puțin. Rezultatul este că neutrinii tind să ofere umărului rece altei materii: nu interacționează foarte des cu mediul înconjurător, ceea ce le face dificilă pentru oamenii de știință. [Trasarea unui Neutrino la sursa sa: Descoperirea în imagini]
Cu toate acestea, sunt peste tot - corpul tău este bombardat de aproximativ 100 de trilioane de neutrini în fiecare secundă. Și oamenii de știință cred că particulele ciudate ar putea deține cheia unora dintre cele mai mari mistere despre univers, inclusiv de ce materia a câștigat în antimaterie devreme după Big Bang.
„Neutrinii sunt nemaipomeniți”, a declarat pentru Space.com Kate Scholberg, fizician în particule la Duke University din Carolina de Nord. Este părtinitoare, de când și-a petrecut cariera studiind lucrurile minuscule, dar asta nu o înșală. „Trebuie să-i înțelegem dacă vrem să înțelegem totul”.
Noua cercetare este un pas mic pentru oamenii de știință care speră să facă exact asta. Descoperirea a început la Observatorul IceCube Neutrino de lângă Polul Sud în septembrie. Adânc în interiorul stratului de gheață din Antarctica, o grilă de detectori a urmărit calea unui singur neutrin în 3D.
Calea era suficient de clară încât fizicienii puteau urma călătoria neutrinului înapoi într-o linie dreaptă peste univers. În mai puțin de un minut, au cerut astronomilor din întreaga lume să-și întoarcă telescoapele în acea regiune a cerului și să observe dacă au văzut ceva intrigant. Și, cu siguranță, au făcut-o - a existat un blazar, o sursă masivă de lumină de mare energie numită raze gamma, exact în același cartier, iar oamenii de știință au putut să confirme blazarul ca sursă a neutrinului.
Procesul a fost posibil, deoarece neutrinii, precum fotonii de lumină, pot traversa distanțe extrem de mari în univers în linii drepte, fără a fi trase în afara cursului. Alte tipuri de particule cu energie mare nu pot face asta deoarece sunt încărcate. „Vin aici,” a spus Greg Sullivan, fizician la Universitatea din Maryland, care lucrează cu IceCube Neutrino Observatory și care a fost implicat în noua cercetare, a declarat pentru Space.com. „Nu îi putem urmări de unde provin”.
Provocarea a adulcit oamenii de știință de aproximativ un secol, deoarece înseamnă că nu pot identifica ce tip de obiecte creează ce tip de particule puternic încărcate. Frustrarea i-a motivat pe oamenii de știință să deschidă IceCube, singurul detector de neutrini suficient de mare pentru a surprinde particulele incredibil de mari de energie născute dincolo de galaxia noastră, în 2010.
„Neutrinos a ținut promisiunea pentru o perioadă de timp de a putea cartografia cerul așa cum ai face cu lumină, dar cu energii mai mari”, a spus Sullivan. „Putem să punem întrebări sau să încercăm să răspundem la întrebări la care altfel nu ai putea fi”.
Nevronii cu energie inferioară sunt deja valorificați de către astronomi printr-o rețea administrată de Scholberg care așteaptă să folosească o explozie de neutrini pentru a vedea următoarea supernovă cu colaps în Calea Lactee.
O astfel de supernova a fost observată ultima dată în 1987, înainte de a exista detectoare moderne de neutrino. Dar, când urmează să explodeze, Scholberg și colegii ei vor să folosească explozia de neutrino pentru a avertiza astronomii la timp pentru a prinde semnătura ușoară. Neutrinii înșiși ar spune oamenilor de știință despre ce s-a întâmplat în timpul evenimentului. „De fapt, puteți vedea o gaură neagră născând în neutrini”, a spus Scholberg.
Asta, la fel ca noua cercetare blazar, ar fi un progres în ceea ce oamenii de știință numesc astronomie multimessenger, care folosește două sau mai multe categorii diferite de date, cum ar fi fotonii ușori, neutrinii și undele gravitaționale. Mai multe tipuri de date înseamnă mai multe informații generale despre cele întâmplate.
"Este ca un puzzle mare și încercăm să completăm piesele", a spus Sullivan. „Văzând imaginea atât în energii diferite, cât și în particule diferite, putem încerca cu adevărat să înțelegem fizica a ceea ce se întâmplă”.
Dar Sullivan și colegii săi nu se mulțumesc să se oprească la anunțul de astăzi. "Acesta este doar primul pas", a spus el, adăugând că fizicienii speră să construiască un detector de neutrino chiar mai mare decât IceCube. „Avem mult mai mult acolo pentru a învăța și a vedea”.
