Teadlased on märganud Antarktika jää kaudu lendavat ülienergilist, uskumatult pisikest "kummituse" osakese nimega neutriino ja jälginud selle päritolu konkreetse blasarini, teatasid nad täna, 12. juulil.
Füüsikud on väga põnevil detektiivitööst, mis on neile rääkinud neutriino sünnikohast. Kuid mis kuradi asi see ikkagi on neutriino ja miks pole vahet, kust asi alguse sai?
Neutriino on subatomaatiline osake, mis on sama pisike kui elektron, kuid ilma ühegi laenguta. Teadlased teavad, et neutriinodel on pisike mass, kuid nad ei oska täpselt kindlaks teha, kui vähe. Tulemuseks on see, et neutriinod annavad muule ainele külma õla: Nad ei suhtle oma ümbrusega väga sageli, mis teeb teadlastel raskesti märgatavaid. [Neutrino jälgimine selle allikani: avastus piltides]
Sellegipoolest on neid igal pool - teie keha pumbatakse igal sekundil umbes 100 triljoni neutriino võrra. Ja teadlaste arvates võivad imelikud osakesed olla võtmeks universumi suurimatele mõistatustele, sealhulgas sellele, miks aine võitis antimaterjalist varsti pärast Suurt Pauku.
"Neutrinod on fantastilised," rääkis Space.com Põhja-Carolina Duke'i ülikooli osakeste füüsik Kate Scholberg. Ta on kallutatud, sest on veetnud oma karjääri pisiasju uurides, kuid see ei tee teda valesti. "Peame neist aru saama, kui tahame kõigest aru saada."
Uus uurimistöö on väike samm teadlastele, kes loodavad seda just teha. Avastus sai alguse septembris Lõunapooluse lähedal asuvas IceCube Neutrino observatooriumis. Antarktika jääkatte sees asuv detektorite ruut jälgis 3D-s ühe neutriino rada.
Tee oli piisavalt selge, et füüsikud saaksid neutriino teekonda tagurpidi sirgjooneliselt mööda universumit jälgida. Vähem kui minutiga palusid nad kogu maailma astronoomidel pöörata teleskoobid taeva sellesse piirkonda ja panna tähele, kas nad näevad midagi huvitavat. Ja kindlasti tegid nad seda - täpselt samas naabruskonnas oli blasar, tohutu suure energiaallikaga gammakiirguse allikas, ja teadlased suutsid kinnitada, et bleasar on neutriinoallikas.
Protsess oli võimalik, kuna neutriinod, nagu valguse footonid, võivad universumis sirgete sirgetega läbida äärmiselt suuri vahemaid, ilma et nad oleksid kursilt maha tõmmatud. Muud tüüpi suure energiaga osakesed ei saa seda teha, kuna need on laetud. "Nad tulevad siia segamini," ütles Marylandi ülikooli füüsik Greg Sullivan, kes töötab koos IceCube Neutrino observatooriumiga ja osales uues uurimistöös, vahendas Space.com. "Me ei suuda neid tagasi jälgida, kust nad pärit on."
See väljakutse on teadlasi vaevanud umbes sajandi, kuna see tähendab, et nad ei suuda kindlaks teha, mis tüüpi objektid loovad, millist tüüpi kõrge laetusega osakesi. Pettumus motiveeris teadlasi avama 2010. aastal IceCube - ainus neutriinodetektor, mis on piisavalt suur, et jäädvustada väljaspool meie galaktikat sündinud uskumatult suure energiaga osakesi.
"Neutrinos pidas mõnda aega lubadust, et suudab taeva kaardistada nii, nagu te seda teeksite valguse abil, kuid kõrgemate energiate korral," ütles Sullivan. "Me võime esitada küsimusi või proovida vastata küsimustele, mida te muidu ei saanud."
Madalama energiasisaldusega neutriinoid kasutavad juba astronoomid läbi Scholbergi hallatava võrgu, mis ootab, et Linnuteel järgmise südamiku kokkuvarisemise supernoova tuvastamiseks kasutataks neutriinode purskeid.
Sellist supernoovat täheldati viimati 1987. aastal, enne kui olid olemas kaasaegsed neutriinodetektorid. Kuid kui järgmine plahvatab, soovivad Scholberg ja tema kolleegid kasutada neutriinopurske, et astronoome õigeaegselt hoiatada, et valgusallkiri kätte saada. Neutriinod ise räägivad teadlastele ka sündmuse ajal toimuvast. "Tegelikult võis näha, et neutrinodes sünnib must auk," sõnas Scholberg.
See, nagu uus blazari-uuring, oleks läbimurre selles, mida teadlased nimetavad multimessengeri astronoomiaks, kus kasutatakse kahte või enamat erinevat andmekategooriat, näiteks valgusfoonid, neutrinod ja gravitatsioonilained. Rohkem tüüpi andmeid tähendab üldisemat teavet toimunu kohta.
"See on nagu suur pusle ja proovime tükid ära täita," sõnas Sullivan. "Nähes pilti nii erinevates energiates kui ka erinevates osakestes, saame tõesti proovida mõista toimuva füüsikat."
Kuid Sullivan ja tema kolleegid ei rahuldu tänase teate peatamisega. "See on alles esimene samm," ütles ta ja lisas, et füüsikud loodavad ehitada veel suuremat neutriinodetektorit kui IceCube. "Meil on veel palju õppida ja näha."
