Pildikrediit: UW-Madison
Antarktika jääle paigaldatud uus teleskoop on valmis saanud suure energiatarbega neutriinotaeva esimese kaardi. Tegelikult vaatab see kogu Maa allapoole, et näha põhjataevas neutriine, mis liiguvad suure kiirusega ja läbivad peaaegu kogu aine takistamatult. AMANDA II on avastanud Maa peal laboratoorsetes katsetes toodetud neutriinod 100-kordse energiaga.
Uue teleskoobi abil, mille aknaks kosmose aknaks on Antarktika jääkiht, on valminud esimene kõrge energiaga neutriinotaeva kaart.
Täna (15. juulil) astronoomide jaoks rahvusvahelise astronoomia liidu kohtumisel avalikustatud kaart pakub astronoomidele esimest põnevat pilku väga kõrge energiaga neutriinodest, kummituslike osakestest, mis arvatakse pärinevat mõnedest vägivaldsetest sündmustest universum - mustade aukude, gammakiirguse purunemiste ja kaugete galaktikate vägivaldsete tuumade krahh.
"See on esimene realistliku avastuspotentsiaaliga neutriinoteleskoobi andmed," ütleb Wisconsini Ülikooli Madisoni füüsikaprofessor Francis Halzen kaardi koostamisel, kasutades AMANDA II - toetusega ehitatud ainulaadset teleskoopi. pärineb Riiklikust Teadusfondist (NSF) ja koosneb 1,5 kilomeetri kaugusele lõunapooluse alla maetud valguse kogumise detektorite massiividest. "Praeguseks on see kõige tundlikum viis, kuidas kunagi vaadata suure energiatarbega neutriinotaevasse," ütleb ta.
Kaasaegse astrofüüsika üks olulisemaid eesmärke on võime tuvastada suure energiatarbega neutriinoid ja neid päritolukohta tagasi jälgida.
Kuna kosmilised neutriinod on nähtamatud, laadimata ja peaaegu puuduvad massist, on neid peaaegu võimatu tuvastada. Erinevalt footonitest, nähtava valguse moodustavatest osakestest ja muustki kiirgusest võivad neutriinod takistamatult läbida planeete, tähti, tähtedevahelise kosmose tohutuid magnetvälju ja isegi terveid galaktikaid. See kvaliteet - mis muudab nad väga raskesti tuvastatavaks - on ka nende suurim eelis, kuna teave, mida nad varjavad kosmoloogiliselt kaugete ja muidu tähelepanuta jäävate sündmuste kohta, jääb puutumatuks.
AMANDA II toodetud kaart on esialgne, toonitab Halzen ja kujutab endast vaid ühe aasta andmeid, mis jääraja teleskoop on kogunud. Kasutades veel kahe aasta andmeid, mis on juba AMANDA II abil koristatud, määravad Halzen ja tema kolleegid järgnevalt taevakaardi struktuuri ja sorteerivad praeguse kaardi statistiliste kõikumiste võimalikud signaalid nende kinnitamiseks või ümberlükkamiseks.
Kaardi tähtsus on Halzeni sõnul selles, et see tõestab detektori tööd. "See kehtestab tehnoloogia jõudluse," ütleb ta, "ja see näitab, et oleme saavutanud elektromagnetilise spektri sama tundlikkuse kui teleskoobid, mida kasutatakse gammakiirte tuvastamiseks samas suure energiaga piirkonnas". Objektidest, mis kiirendavad kosmilisi kiirte, on nende päritolu jäänud teadmata peaaegu sajand pärast nende avastamist.
Umbes Antarktika jäässe uppunud teleskoop AMANDA II (Antarktika Muoni ja Neutrino Detector Array) on mõeldud vaatama mitte üles, vaid alla, läbi Maa taeva poole põhjapoolkeral. Teleskoop koosneb 677 klaasist optilisest klaasmoodulist, millest igaühe suurus on bowling, ja see on paigutatud 19 kaablile, mis on asetatud sügavale jäässe kõrgsurve kuumaveeharjutuste abil. Massiiv muudab 500-meetrise ja 120-meetrise läbimõõduga jääsilindri osakeste detektoriks.
Klaasmoodulid töötavad nagu tagurpidi lambipirnid. Need tuvastavad ja hõivavad nõrku ja põgusaid valgusvoore, mis tekivad, kui mõnikord satuvad neutriinod detektorisse või selle lähedusse jääaatomitesse. Aatomiaatomite vrakid tekitavad kuunarid, mis on veel üks subatomaatiliste osakeste liik, mis mugavalt jätab sügavasse Antarktika jäässe sinise valguse efemeerse kiilu. Valguskiht sobib neutriino teega ja osutab tagasi selle lähtepunkti.
Kuna see annab esimese pilgu kõrge energiaga neutriinotaevasse, pakub see kaardile astronoomidele suurt huvi, kuna Halzeni sõnul pole meil veel aimugi, kuidas kosmilised kiired kiirenevad või kust nad tulevad. "
Tõsiasi, et AMANDA II on nüüd tuvastanud kõige võimsamate maapealsete kiirendite tekitatavate osakeste energiast kuni sada korda suuremad neutriinod, suurendab tõenäosust, et mõni neist saab oma pikkadel teekondadel alguse mõne ülima energilise sündmuse korral. kosmoses. Võimalus rutiinselt tuvastada suure energiatarbega neutriinoid pakub astronoomidele mitte ainult objektiivi, et uurida selliseid veidraid nähtusi nagu mustade aukude kokkupõrge, vaid ka vahenditega otsese juurdepääsu saamiseks monteerimata teabele sündmuste eest, mis juhtusid sadade miljonite või miljardite valgusaasta jooksul ära ja igavesti tagasi.
"See kaart võiks sisaldada esimesi tõendeid kosmilise kiirendi kohta," ütleb Halzen. "Kuid me pole veel kohal."
Jaht kosmiliste neutriinoallikate leidmiseks saab hoogu juurde, kui AMANDA II teleskoop kasvab uute detektoristringi lisamisega. Plaanid nõuavad, et teleskoop kasvaks kuupkilomeetriks mõõteriistadega jääle. Uus teleskoop, mida tuntakse IceCube nime all, muudab kosmiliste neutriinoallikate taeva küürimise väga tõhusaks.
"Oleme tundlikud kõige pessimistlikumate teoreetiliste ennustuste suhtes," ütleb Halzen. „Pidage meeles, et otsime allikaid ja isegi kui me midagi nüüd avastame, on meie tundlikkus selline, et näeksime parimal juhul suurusjärgus 10 neutriino aastas. See pole piisavalt hea. ”
Algne allikas: WISC-i pressiteade
