Uus rekordiline neutriino: teadlased mõistavad kosmiliste allikate üle!

Uus rekordiline neutriino: teadlased mõistavad kosmiliste allikate üle!

IceCube'i neutriinodetektor, mis asub lõunapoolusel ja ulatub kuni 2,5 kilomeetri sügavusele jäässe, on kosmiliste kiirte allikate uurimiseks kasutusel olnud alates 2009. aastast. Teadlased, sealhulgas Bochumi Ruhri ülikooli teadlased, seisavad silmitsi väljakutsega, et suurem osa avastatud neutriinodest pärineb Maa atmosfäärist. See asjaolu raskendab kosmiliste allikate selget tuvastamist. Neutriinod on tuntud kui "kummitusosakesed", kuna nad läbivad ainet ilma sellega suhtlemata. Kuid IceCube tegi hiljuti märkimisväärse edusammu: tuvastati ülikõrge energiaga kosmiline neutriino, mille energia oli 220 petaelektronvolti, mis on 22 kvadriljonit elektroni energiat. Selle avastuse jäädvustas Vahemeres asuv Kilometer Cube Neutrino Telescope (KM3NeT) ja see kujutab endast uut rekordit neutriinoastronoomias pärast seda, kui IceCube tuvastas varem neutriinosid pingega 6,5 ​​petaelektronvolti ja 10 petaelektronvolti.

Teadlased jätkavad intensiivset tööd nende neutriinode päritolu kindlakstegemiseks. Hiljuti avastatud neutriino päritolu ja selle tekkeprotsess on praegu ebaselged, võimalikud allikad võivad olla aktiivsed supermassiivsed mustad augud või supernoova plahvatused. Laetud osakesed, nagu prootonid, kalduvad magnetväljade poolt kõrvale, muutes nende päritolu jälgimise keeruliseks. Prof dr Anna Franckowiak, kes juhib mitme lainepikkuse ja mitme sõnumitooja astronoomia töörühma, loodab avastada Linnuteel supernoova, mis võib tekitada suurel hulgal neutriinosid.

Tuvastamismeetodite täiustamine

Neutriinode tuvastamise ja analüüsi parandamiseks töötab IceCube'i meeskond uusi tehnoloogiaid. IceCube'i versiooniuuenduse Gen2 eelfaasi osana, mis peaks valmima 2024. aastaks, töötatakse välja nii intelligentseid andmeedastussüsteeme kui ka uusi võimsamaid optilisi andureid. Need andurid suudavad koguda peaaegu kolm korda rohkem valgust kui praegused mudelid. 24-piksliste andurite kasutamine ühepikslise andurite ja lainepikkuse nihutajate asemel valguse läbilaskvuse parandamiseks on oodata täiendavaid edusamme.

Masinõppe meetodeid kasutatakse ka neutriinosündmuste tõhusamaks klassifitseerimiseks. Need tehnoloogiad võimaldavad mõõtmistulemustest asjakohaste andmete kiirendatud filtreerimist, võimaldades meeskonnal muuta ka nõrgad signaalid paremini nähtavaks. 2023. aastal tehti Linnutee neutriinosignaal nähtavaks, mis on märkimisväärne samm uurimistöös.

Kosmiliste kiirte väljakutse

Vaatamata oma edule ei ole IceCube varem avastanud vajaliku tähtsusega neutriinoallikat. Allikas loetakse tõestatuks ainult siis, kui kosmilise päritolu tõenäosus on 1:1,7 miljonit (5 sigmat). Seni määrati blazarile 3 sigma tõenäosusega neutriino, teistel aastatel 2022 ja 2023 tuvastatud neutriinode tõenäosus oli vastavalt 3,2 sigmat ja 4,2 sigmat, mis olid seotud aktiivse galaktika tuumaga. Sellegipoolest on nende osakeste päritolu otsimine endiselt keskne väljakutse.

Erinevate uurimisprojektide tulemuste kombineerimine, nagu eelmainitud koostöö KM3NeT-ga ja täiustatud tuvastusmeetodid, võib tuua valgust kosmiliste kiirte salapärasele käitumisele tulevikus. Teadlased on kindlad, et IceCube'i katse edasine areng aitab oluliselt kaasa meie arusaamisele universumist.