Naujas rekordinis neutrinas: mokslininkai galvos dėl kosminių šaltinių!

Naujas rekordinis neutrinas: mokslininkai galvos dėl kosminių šaltinių!

IceCube neutrinų detektorius, esantis Pietų ašigalyje ir besitęsiantis iki 2,5 kilometro gylyje į ledą, kosminių spindulių šaltiniams tirti naudojamas nuo 2009 m. Mokslininkai, įskaitant Bochumo Rūro universiteto mokslininkus, susiduria su iššūkiu, nes dauguma aptiktų neutrinų yra iš Žemės atmosferos. Dėl šio fakto sunku aiškiai nustatyti kosminius šaltinius. Neutrinai yra žinomi kaip „vaiduoklio dalelės“, nes jie praeina per materiją su ja nesąveikaujant. Tačiau „IceCube“ neseniai padarė didelę pažangą: buvo aptiktas itin didelės energijos kosminis neutrinas, kurio energija buvo 220 petaelektronų voltų, o tai 22 kvadrilijonus kartų viršija elektrono energiją. Šis atradimas buvo užfiksuotas Viduržemio jūroje Kilometro kubo neutrinų teleskopu (KM3NeT) ir yra naujas neutrinų astronomijos rekordas po to, kai „IceCube“ anksčiau aptiko 6,5 petaelektronvoltų ir 10 petaelektronvoltų neutrinus.

Tyrėjai ir toliau intensyviai dirba siekdami nustatyti šių neutrinų kilmę. Neseniai aptikto neutrino kilmė ir jo susidarymo procesas šiuo metu neaiški, galimi šaltiniai gali būti aktyvios supermasyvios juodosios skylės arba supernovų sprogimai. Įkrautos dalelės, pavyzdžiui, protonai, yra nukreipiamos magnetinių laukų, todėl sunku atsekti jų kilmę. Prof. dr. Anna Franckowiak, vadovaujanti Daugiabangių bangų ilgio ir kelių pasiuntinių astronomijos darbo grupei, tikisi Paukščių Take atrasti supernovą, kuri galėtų sukurti daug neutrinų.

Aptikimo metodų tobulinimas

Siekdama pagerinti neutrinų aptikimą ir analizę, „IceCube“ komanda kuria naujas technologijas. Vykdant parengiamąjį „IceCube“ atnaujinimo etapą, kurį planuojama baigti iki 2024 m., yra kuriamos išmaniosios duomenų perdavimo sistemos, taip pat nauji, galingesni optiniai jutikliai. Šie jutikliai gali surinkti beveik tris kartus daugiau šviesos nei dabartiniai modeliai. Tikimasi, kad šviesos pralaidumui pagerinti bus naudojami 24 pikselių jutikliai vietoj vieno pikselio jutiklių ir bangos ilgio keitiklių.

Mašininio mokymosi metodai taip pat naudojami siekiant efektyviau klasifikuoti neutrinų įvykius. Šios technologijos leidžia pagreitinti svarbių matavimų duomenų filtravimą, o tai leidžia komandai geriau matyti net silpnus signalus. 2023 metais Paukščių Tako neutrino signalas buvo matomas, o tai yra reikšmingas žingsnis atliekant tyrimus.

Kosminių spindulių iššūkis

Nepaisant sėkmės, „IceCube“ praeityje neaptiko reikiamos reikšmės neutrinų šaltinio. Šaltinis laikomas įrodytu tik tuo atveju, jei kosminės kilmės tikimybė yra 1:1,7 milijono (5 sigmos). Iki šiol blazarui buvo priskirtas neutrinas su 3 sigmos tikimybe, kiti 2022 ir 2023 metais aptikti neutrinai turėjo atitinkamai 3,2 sigmos ir 4,2 sigmos tikimybę, kurios buvo susijusios su aktyviu galaktikos branduoliu. Nepaisant to, šių dalelių kilmės paieška tebėra pagrindinis iššūkis.

Įvairių tyrimų projektų, tokių kaip minėtasis bendradarbiavimas su KM3NeT ir patobulinti aptikimo metodai, rezultatų derinys galėtų atskleisti paslaptingą kosminių spindulių elgesį ateityje. Tyrėjai įsitikinę, kad tolesnė „IceCube“ eksperimento raida reikšmingai prisidės prie mūsų supratimo apie visatą.