Suche
Mein Konto
Novi rekordni neutrino: Znanstvenici razbijaju glavu oko kozmičkih izvora!
U članku se ističe uloga Sveučilišta Ruhr Bochum u projektu IceCube za istraživanje neutrina na Južnom polu, uključujući inovativne metode za izvor kozmičkih zraka.
Novi rekordni neutrino: Znanstvenici razbijaju glavu oko kozmičkih izvora!
Detektor neutrina IceCube, koji se nalazi na južnom polu i proteže se do 2,5 kilometara duboko u led, koristi se od 2009. godine za istraživanje izvora kozmičkih zraka. Znanstvenici, uključujući istraživače sa Sveučilišta Ruhr Bochum, suočavaju se s izazovom da većina otkrivenih neutrina dolazi iz Zemljine atmosfere. Ova činjenica otežava jasno identificiranje kozmičkih izvora. Neutrini su poznati kao "čestice duhova" jer prolaze kroz materiju bez interakcije s njom. No, IceCube je nedavno napravio značajan napredak: otkriven je kozmički neutrino iznimno visoke energije s energijom od 220 petaelektron volti, što je 22 kvadrilijuna puta više od energije elektrona. Ovo otkriće je zabilježio neutrinski teleskop Kilometer Cube (KM3NeT) u Sredozemnom moru i predstavlja novi rekord u astronomiji neutrina, nakon što je IceCube prethodno detektirao neutrine na 6,5 petaelektronvolti i 10 petaelektronvolti.
Istraživači nastavljaju intenzivno raditi na utvrđivanju podrijetla ovih neutrina. Podrijetlo nedavno otkrivenog neutrina i proces njegovog nastajanja trenutno su nejasni, mogući izvori bi mogle biti aktivne supermasivne crne rupe ili eksplozije supernove. Nabijene čestice, poput protona, odbijaju magnetska polja, što otežava otkrivanje njihovog porijekla. Prof. dr. Anna Franckowiak, koja vodi Radnu skupinu za astronomiju s više valnih duljina i više glasnika, nada se da će otkriti supernovu u Mliječnoj stazi koja bi mogla proizvesti veliki broj neutrina.
Poboljšanje metoda otkrivanja
Kako bi poboljšao detekciju i analizu neutrina, IceCube tim razvija nove tehnologije. U sklopu Gen2 preliminarne faze nadogradnje IceCubea, koja bi trebala biti dovršena do 2024. godine, razvijaju se inteligentni sustavi očitavanja za prijenos podataka kao i novi, snažniji optički senzori. Ovi senzori mogu prikupiti gotovo tri puta više svjetla od trenutnih modela. Korištenje senzora od 24 piksela umjesto senzora od jednog piksela i mjenjači valne duljine za poboljšanje prijenosa svjetla su daljnji napredak koji se očekuje.
Metode strojnog učenja također se koriste za učinkovitiju klasifikaciju događaja neutrina. Te tehnologije omogućuju ubrzano filtriranje relevantnih podataka iz mjerenja, omogućujući timu da čak i slabe signale učini vidljivijima. Godine 2023. neutrinski signal Mliječnog puta postao je vidljiv, što je značajan korak u istraživanju.
Izazov kozmičkih zraka
Unatoč svojim uspjesima, IceCube u prošlosti nije otkrio izvor neutrina od potrebnog značaja. Izvor se smatra dokazanim samo ako je vjerojatnost kozmičkog porijekla 1:1,7 milijuna (5 sigma). Do sada je neutrino s vjerojatnošću od 3 sigma bio pripisan blazaru, drugi neutrini otkriveni 2022. i 2023. imali su vjerojatnosti od 3,2 sigma odnosno 4,2 sigma, koji su bili povezani s aktivnom galaktičkom jezgrom. Ipak, potraga za porijeklom ovih čestica ostaje središnji izazov.
Kombinacija rezultata različitih istraživačkih projekata, kao što je spomenuta suradnja s KM3NeT-om i poboljšane metode detekcije, mogla bi rasvijetliti misteriozno ponašanje kozmičkih zraka u budućnosti. Istraživači su uvjereni da će daljnji razvoj eksperimenta IceCube dati značajan doprinos našem razumijevanju svemira.