Credit imagine: UW-Madison
Un nou telescop depus în gheața Antarcticii a completat prima hartă a cerului neutrino cu energie mare. De fapt, privește în jos, pe întregul Pământ, pentru a vedea cerul de Nord pentru neutrinoi, care se mișcă cu viteză mare și trec prin aproape toată materia nestingherită. AMANDA II a descoperit neutrini cu 100 de ori mai mare decât energia produsă în experimentele de laborator de pe Pământ.
Un nou telescop care folosește foaia de gheață din Antarctica ca fereastră către cosmos a produs prima hartă a cerului neutrino cu energie mare.
Harta, dezvăluită astronomi aici astăzi (15 iulie) în cadrul unei reuniuni a Uniunii Astronomice Internaționale, oferă astronomilor prima lor viziune tentantă de neutrini cu energie foarte mare, particule fantomate despre care se crede că provin din unele dintre cele mai violente evenimente din universul - găuri negre prăbușite, izbucniri de raze gamma și nucleele violente ale galaxiilor îndepărtate.
„Acestea sunt primele date cu un telescop neutrino cu potențial de descoperire realistă”, spune Francis Halzen, un profesor de fizică al Universității din Wisconsin-Madison, despre harta întocmită cu AMANDA II, un telescop unic de tip construit cu suport de la Fundația Națională de Știință (NSF) și compusă din tablouri de detectoare care adună lumină îngropate în gheață la 1,5 kilometri sub Polul Sud. „Până în prezent, acesta este cel mai sensibil mod de a privi vreodată cerul neutrino cu energie mare”, spune el.
Capacitatea de a detecta neutrinii cu energie mare și de a-i urmări înapoi în punctele lor de origine rămâne una dintre cele mai importante căutări ale astrofizicii moderne.
Deoarece neutrinii cosmici sunt invizibili, neîncărcați și nu au aproape nicio masă, ei sunt aproape de imposibil de detectat. Spre deosebire de fotoni, particulele care formează lumină vizibilă și alte tipuri de radiații, neutrinii pot trece fără obstacole prin planete, stele, vaste câmpuri magnetice ale spațiului interstelar și chiar galaxii întregi. Această calitate - care le face foarte greu de detectat - este, de asemenea, cel mai mare atu al lor, deoarece informațiile pe care le dețin despre evenimente îndepărtate cosmologic și de altfel neobservabile rămân intacte.
Harta produsă de AMANDA II este preliminară, subliniază Halzen și reprezintă doar un an de date culese de telescopul cu gheață. Folosind încă doi ani de date deja recoltate cu AMANDA II, Halzen și colegii săi vor defini ulterior structura hărții cerului și vor sorta semnale potențiale din fluctuațiile statistice din prezenta hartă pentru a le confirma sau a le disprova.
Semnificația hărții, potrivit Halzen, este că dovedește că funcționează detectorul. „Stabilește performanța tehnologiei”, spune el, „și arată că am atins aceeași sensibilitate ca telescoapele folosite pentru detectarea razelor gamma în aceeași regiune cu energie mare” a spectrului electromagnetic. Semnalele aproximativ egale sunt așteptate de la obiecte care accelerează razele cosmice, ale căror origini rămân necunoscute la aproape un secol după descoperirea lor.
Scufundat adânc în gheața Antarctică, Telescopul AMANDA II (Antarctic Muon and Neutrino Detector Array) este proiectat să arate nu în sus, ci în jos, prin Pământ, spre cerul din emisfera nordică. Telescopul este format din 677 de module optice din sticlă, fiecare de dimensiunea unei bile de bowling, amplasate pe 19 cabluri amplasate adânc în gheață cu ajutorul unor burghie cu apă caldă de înaltă presiune. Matricea transformă un cilindru de gheață de 500 de metri înălțime și 120 de metri în diametru într-un detector de particule.
Modulele de sticlă funcționează ca becurile în sens invers. Acestea detectează și captează fluxuri slabe și trecătoare de lumină create atunci când, ocazional, neutrinii se prăbușesc în atomi de gheață din interiorul sau în apropierea detectorului. Epavele subatomice creează muoni, o altă specie de particule subatomice care, în mod convenabil, lasă o trează efemeră de lumină albastră în gheața adâncă din Antarctica. Șirul de lumină se potrivește cu calea neutrinoi și indică punctul de origine.
Deoarece oferă prima vedere a cerului neutrinelor cu energie mare, harta va interesa intens astronomii, deoarece, spune Halzen, „nu avem încă niciun indiciu despre modul în care razele cosmice sunt accelerate sau de unde provin”.
Faptul că AMANDA II a identificat acum neutrini de până la o sută de ori energia particulelor produse de cei mai puternici acceleratori de pământ ridică perspectiva ca unii dintre ei să poată fi lansați în călătoriile lor lungi de unele evenimente cele mai suprem energice. în cosmos. Abilitatea de a detecta în mod obișnuit neutrini cu energie mare va oferi astronomilor nu numai o lentilă pentru a studia fenomene atât de bizare precum coliziunile găurilor negre, ci cu un mijloc de a obține acces direct la informații needitate de la evenimente care au avut loc la sute de milioane sau miliarde de ani-lumină. departe și eoni în urmă.
„Această hartă ar putea păstra primele dovezi ale unui accelerator cosmic”, spune Halzen. „Dar încă nu suntem acolo”.
Vânătoarea de surse de neutrini cosmici va avea un impuls, pe măsură ce Telescopul AMANDA II crește ca mărime pe măsură ce se adaugă noi șiruri de detectoare. Planurile solicită ca telescopul să crească până la un kilometru cub de gheață instrumentată. Noul telescop, cunoscut sub numele de IceCube, va face scourirea cerului pentru sursele de neutrino cosmice extrem de eficiente.
„Vom fi sensibili la cele mai pesimiste predicții teoretice”, spune Halzen. „Amintiți-vă, căutăm surse și chiar dacă descoperim ceva acum, sensibilitatea noastră este de așa natură încât am vedea, în cel mai bun caz, de ordinul a 10 neutrozi pe an. Nu este suficient de bun. ”
Sursa originală: Comunicat de presă al WISC
