A tudósok észleltek egy nagy energiájú, hihetetlenül apró "szellem" részecskét, amelyet az Antarktisz jégén átrepülő neutrinónak neveznek, és eredete egy adott blazárra vezethető vissza, jelentették ma, július 12-én.
A fizikusok nagyon izgatottak a detektív munkáról, amely elmondta nekik a neutrino születési helyét. De mi a fene is egy neutrinó, és miért számít, honnan származik a dolog?
A neutrinó olyan szubatomi részecske, amely ugyanolyan apró, mint egy elektron, de töltés nélkül. A tudósok tudják, hogy a neutrinók tömege apró, ám nem tudják pontosan meghatározni, hogy a kevés. Ennek eredményeként a neutrinók általában más anyagokat adnak a hidegvállnak: Nem nagyon lépnek kölcsönhatásba a környezetükkel, ami megnehezíti a tudósok észlelését. [Neutrino keresése a forrásig: a felfedezés a képekben]
Ennek ellenére mindenhol megtalálhatók - a testedet másodpercenként körülbelül 100 trillió neutrínó pumpálja. És a tudósok szerint a furcsa részecskék kulcsát képezhetik az univerzum legnagyobb rejtélyeiben, beleértve azt is, hogy miért nyert az anyag az Antimaterium miatt korán a Nagyrobbanás után.
"A neutronok fantasztikusak" - mondta Kate Scholberg, az észak-karolinai Duke Egyetem részecskefizikája a Space.com-nak. Elfogult, mivel karrierjét az apró dolgok tanulmányozásakor töltötte, de ez nem teszi tévednek. "Meg kell értenünk őket, ha mindent meg akarunk érteni."
Az új kutatás egy kis lépés a tudósok számára, akik reménykednek erre. A felfedezés szeptemberben kezdődött a déli pólus melletti IceCube Neutrino Obszervatóriumban. Az antarktiszi jéglemez belsejében egy detektorrács nyomon követte az egyetlen neutrinó útját 3D-ben.
Az út elég világos volt ahhoz, hogy a fizikusok egyenes vonalban az univerzum átlépésével követhessék a neutrínó hátrafelé tartó útját. Kevesebb, mint egy perc alatt megkérték a csillagászokat a világ minden tájáról, hogy fordítsák teleszkópjaikat az ég ezen a pontján, és figyelmeztessék, látnak-e valami érdekes dolgot. És minden bizonnyal megtették - pontosan ugyanabban a szomszédságban volt egy blazár, egy nagy energiájú, gamma-sugaraknak nevezett fényforrás, pontosan ugyanabban a szomszédságban, és a tudósok meg tudták erősíteni a blazárt, mint a neutrinó forrását.
A folyamat azért volt lehetséges, mert a neutrinók, mint például a fény fotonjai, rendkívül nagy távolságokat haladhatnak át az univerzumban egyenes vonalban anélkül, hogy le kellene vonniuk a pályáról. Más típusú nagy energiájú részecskék nem tudják ezt megtenni, mert töltöttek. "Ide vannak csapva" - mondta Greg Sullivan, a Marylandi Egyetem fizikusa, aki az IceCube Neutrino Obszervatóriummal működik együtt, és részt vett az új kutatásban. "Nem tudjuk visszavezetni őket, ahonnan származnak."
A kihívás körülbelül egy évszázad óta bosszantja a tudósokat, mivel azt jelenti, hogy nem tudják azonosítani, milyen típusú tárgyak milyen típusú nagy töltöttségű részecskét hoznak létre. A frusztráció arra ösztönözte a tudósokat, hogy nyissák meg az IceCube-ot, amely az egyetlen olyan nagy neutrinodetektor, amely elég nagy ahhoz, hogy a galaxisunkon kívül született hihetetlenül nagy energiájú részecskéket 2010-ben elfogja.
"A Neutrinos egy ideje megtartotta az ígéretét, hogy képes lesz az égboltot úgy térképre állítani, mintha fényben lenne, de magasabb energiák mellett" - mondta Sullivan. "Feltehetünk kérdéseket, vagy megpróbálhatunk olyan kérdéseket megválaszolni, amelyeket egyébként nem tudtál volna megtenni."
Az alacsony energiájú neutrinókat a csillagászok már felhasználják egy Scholberg által üzemeltetett hálózaton keresztül, amely arra vár, hogy egy neutrínó-sorozat felhasználásával fedezze fel a Tejút következő mag-összeomlásának szupernóváját.
Egy ilyen szupernóvat utoljára 1987-ben figyeltünk meg, még mielőtt a modern neutrinodetektorok léteztek. Amikor azonban a következő felrobbant, Scholberg és kollégái a neutrino-robbanást akarják felhasználni, hogy időben figyelmeztessék a csillagászokat, hogy elkapják a fényjelzést. A neutrinók maguk is tudósítanák a tudósokat arról, hogy mi történik az esemény során. "Valójában láthatták, hogy egy fekete lyuk születik a neutrinókban" - mondta Scholberg.
Ez, akárcsak az új blazár kutatás, áttörés lenne abban, amit a tudósok multimessenger csillagászatnak neveznek, amely két vagy több különféle adatkategóriát használ, mint például a fény fotonok, neutrinók és gravitációs hullámok. A több típusú adat általánosabb információt jelent az eseményekről.
"Ez olyan, mint egy nagy puzzle, és megpróbáljuk kitölteni a darabokat" - mondta Sullivan. "Ha a képet különböző energiákban és különböző részecskékben látjuk, megpróbálhatjuk megérteni a folyó fizikáját."
De Sullivan és kollégái nem elégedettek a mai bejelentéssel. "Ez csak az első lépés" - mondta. Hozzátette, hogy a fizikusok még az IceCube-nál nagyobb neutrinodetektor felépítését remélik. "Sokkal többet tudunk megtanulni és látni."
