Kosmiliste kiirte päritolu on olnud üks füüsika kõige kestvamaid mõistatusi ja tundub, et see püsib sellel viisil mõnda aega kauem. Üks juhtivaid kandidaate kosmiliste kiirte päritolu kohta on gammakiirguspursked ja füüsikud lootsid, et tohutu Antarktika detektor nimega IceCube Neutrino observatoorium kinnitab seda teooriat. Kuid vaatlused üle 300 GRB kohta ei andnud kosmiliste kiirte kohta mingeid tõendeid. Lühidalt öeldes: kosmilised kiired ei ole sellised, nagu me arvasime neid olevat.
Kuid nagu Thomas Edison, kes ütles, et „iga vale katse on veel üks samm edasi”, näevad füüsikud seda viimast leidu kui edasiminekut.
"Kuigi me pole veel avastanud, kust kosmilised kiired tulevad, oleme astunud suure sammu ühe juhtiva ennustuse välistamiseks," ütles IceCube'i uurija ja Wisconsini ülikooli Madisoni füüsikaprofessor Francis Halzen.
Kosmilised kiired on elektrilaenguga osakesed, näiteks prootonid, mis löövad Maad igast suunast ja mille energia on kuni sada miljonit korda suurem kui inimese loodud kiirendites. Selliste energeetiliste osakeste genereerimiseks vajalikud intensiivsed tingimused on tekitanud füüsikute huvi kahe potentsiaalse allika vastu: massiivsed mustad augud aktiivsete galaktikate keskpunktides ja gammakiirguse purunemised (GRB), gammakiirte välgud, mis on seotud äärmiselt energiliste plahvatustega, mida on täheldatud kaugetes galaktikates.
IceCube kasutab nende kahe teooria uurimiseks neutriinoid, mis arvatakse olevat kosmilise kiirguse tootmisega kaasas. Ajakirja Nature 19. aprilli numbris avaldatud artiklis kirjeldavad IceCube'i teadlased uuritud neutriinode otsimist 300 gammakiirguse purunemisest, viimati juhuslikult koos SWIFTi ja Fermi satelliitidega, ajavahemikus mai 2008 kuni aprill 2010. Üllatavalt on nad ei leidnud ühtegi - tulemus, mis on vastuolus 15 aasta ennustustega ja seab kahtluse alla ühe kahest juhtivaimast teooriast kõrgeima energiaga kosmiliste kiirte päritolu kohta.
Detektor otsib suure energiatarbega (teraelektronvolt; 1012-elektronvolti) neutriinode kohta ja nende töö kirjeldas meeskond, et nad leidsid GRB-dega seotud energeetiliste neutriinode voo ülempiiri, mis on vähemalt 3,7-kordne tegur, mis on alla prognooside. See tähendab, et kumbki GRB pole ainus kosmiliste kiirte allikas, mille energia on suurem kui 1018elektronvoldid või on neutriino tootmise efektiivsus palju madalam, kui on ennustatud. Mõlemal juhul tuleb teadlaste sõnul üle vaadata meie praegused kosmosekiirguse ja neutriino tootmise teemad GRB-des. "Selle neutriinootsingu tulemus on märkimisväärne, sest esmakordselt on meil uue seadme avamiseks piisava tundlikkusega instrument. aken kosmiliste kiirte tootmiseks ja GRB-de sisemisteks protsessideks, "ütles IceCube'i pressiesindaja ja Marylandi ülikooli füüsikaprofessor Greg Sullivan. "Neutronosüsteemide ootamatu puudumine GRB-st on sundinud ümber hindama kosmiliste kiirte ja neutrinode tekitamise teooria GRB-s ja tulenevalt teooriast, et tulepallides tekitatakse suure energiaga kosmilisi kiirte." IceCube on osakeste detektor Lõunapoolus, mis registreerib peaaegu massitu neutriinode koostoimeid. Mõõteriistad jälgivad neutriineosid, tuvastades nõrga sinise valguse, mis tekib jää neutriinointeraktsioonide käigus. Neutrinod saavad hõlpsalt reisida läbi inimeste, seinte või tervete planeetide, nagu Maa. Nende harvaesinevate koostoimete tuvastamiseks on IceCube üles ehitatud tohutult. Ühel kuupkilomeetrisel liustikujääl, mis sobib Giza suure püramiidi 400 korral mahutamiseks, on paigaldatud 5 160 optilise anduriga, mis on manustatud jäässe kuni 2,5 kilomeetri sügavusele. GRB-sid, universumi kõige võimsamaid plahvatusi, jälgivad tavaliselt satelliidid, kasutades X-i. -kiired ja / või gammakiired. GRB-sid nähakse umbes üks kord päevas ja need on nii eredad, et neid saab näha poole pealt mööda nähtavat universumit. Plahvatused kestavad tavaliselt vaid paar sekundit ja selle lühikese aja jooksul suudavad nad kõik muu universumis ületada. Teadlaste sõnul aitavad paremad teoreetilised arusaamad ja konkureeriva IceCube'i detektorist saadavad rohkem andmeid teadlastel paremini mõista kosmilise kiirguse tootmise müsteeriumit. IceCube kogub praegu viimistletud, paremini kalibreeritud ja paremini mõistetava detektoriga rohkem andmeid. IceCube haldab 250 füüsikut ja inseneri USA-st, Saksamaalt, Rootsist, Belgiast, Šveitsist, Jaapanist, Kanadast, Uus-Meremaalt, Austraaliast ja Barbados.Lisateavet IceCube'is.
Allikas: IceCube / Wisconsini ülikool
