Icecube adalah pendeteksi partikel berenergi tinggi – antinutrino “apa pun sumber ekstrinsiknya”

Adegan dari acara Glasso yang direkam oleh Icecube Detector. Setiap lingkaran berwarna menunjukkan sensor icecube yang dipicu oleh peristiwa tersebut; Lingkaran merah menunjukkan bahwa sensor dipicu sebelumnya, dan lingkaran hijau-biru menunjukkan bahwa sensor dipicu kemudian. Acara ini diberi nama “Hydrangea”. Kredit: Kolaborasi IceCube

Detektor neutrino Kutub Selatan melihat fenomena resonansi Glasgow, yang diprediksi oleh fisikawan pemenang Nobel Sheldon Glasher pada tahun 1960 di mana antinutrino elektron dan elektron berinteraksi untuk membentuk W-boson.

Pada bulan Desember, sebuah partikel berenergi tinggi, elektron antinutrino, menghantam bumi dari luar angkasa dan membawa energi cahaya. 3 petelectrovolts (PV) mendekati kecepatan cahaya. Jauh di dalam lapisan es di Kutub Selatan, ia menyebar menjadi elektron dan membentuk partikel yang dengan cepat menjadi partikel sekunder. Interaksi ke dalam pancaran partikel sekunder ditangkap oleh teleskop raksasa yang terkubur di Gletser Antartika, Observatorium Icecube Neutrino.

“Kami sekarang dapat mendeteksi peristiwa neutrino individu yang mulus dari sumber eksternal” – Peretasan Kristen

Kubus es melihat program resonansi Glasgow, diprediksi oleh fisikawan pemenang Nobel Sheldon Glasher pada tahun 1960. Dengan penemuan ini, para ilmuwan memberikan konfirmasi lebih lanjut tentang model standar fisika partikel. Ini semakin membuktikan kemampuan es batu, yang mampu mendeteksi partikel hampir tak bermassa yang disebut neutrino menggunakan ribuan sensor yang tertanam di es Antartika, mampu melakukan fisika dasar. Hasilnya dipublikasikan hari ini (10 Maret 2021). Alam.

Sheldon Glashoe pertama kali mengusulkan resonansi ini pada tahun 1930 ketika dia menjadi peneliti postdoctoral di Neil Bohr Institute di Copenhagen, Denmark. Di sana dia menulis sebuah makalah di mana dia memprediksi bahwa antinutrino (antimeter kembar neutrino) dapat berinteraksi dengan elektron untuk membentuk partikel yang masih belum terungkap – jika ada antinutrino Betul sekali Melalui proses yang dikenal sebagai permintaan – energi yang tepat.

Ketika partikel yang diusulkan, w Boson, yang akhirnya ditemukan pada tahun 1983, terbukti jauh lebih berat daripada yang diperkirakan Glasho dan rekan-rekannya pada tahun 1960. Resonansi Glasgow akan membutuhkan 6,3 neutrino bertenaga PV, yang sekitar 1000 kali lebih kuat. CRNHadronnya yang besar mampu menghasilkan colliders. Nyatanya, tidak ada akselerator partikel buatan manusia di bumi, baik saat ini maupun yang direncanakan, yang dapat menghasilkan neutrino dengan energi sebesar itu.

Skema Observatorium Icecube Neutrino

Skema bagian dalam es dari es batu, itu berisi 86 string yang berisi 5.160 sensor cahaya yang dipasang pada kisi heksagonal tiga dimensi. Kredit: Kolaborasi IceCube

Tapi apa Alam Kecepatan – di luar angkasa? Banyak lubang hitam manusia super di pusat galaksi dan pusat peristiwa kosmik ekstrem lainnya dapat menciptakan partikel dengan energi mustahil yang tercipta di Bumi. Ini mungkin karena IQQ mencapai 6,3 PV antinutrino pada tahun 2016.

“Ketika Glasso menjadi postdock Neil Bohr, dia tidak pernah berpikir tawaran konvensionalnya untuk membuat W. Francis Halzen, seorang profesor fisika di Universitas Wisconsin-Madison di markas besar pemeliharaan dan manajemen IceCube, kata Boson, kepala penyelidik ICUBE, profesor fisika di Universitas Wisconsin-Madison, dan kepala penyelidik dari ICUB, dianggap oleh Antinutrino.

Sejak IceCube mulai beroperasi penuh pada Mei 2011, pengamat telah mengidentifikasi ratusan neutrino astronomi berenergi tinggi dan membuat beberapa hasil penting dalam astronomi partikel, termasuk penemuan fluks neutrino astronomi pada 2013 dan identifikasi pertama sumbernya. Neutrino Astrofisika Tetapi pada tahun 2018 peristiwa Resonansi Glasgow secara signifikan lebih tinggi energi karena sangat signifikan; Ini hanya peristiwa ketiga yang terdeteksi di iScube dengan lebih dari 5 daya PVO.

“Hasil ini menunjukkan potensi astronomi neutrino dan potensinya dalam kubus es – yang akan memainkan peran penting dalam fisika astropartikel multimedia di masa depan,” kata Christian Hack, seorang mahasiswa pascasarjana di RWHChen saat mengerjakan analisis ini. “Kami sekarang dapat mengidentifikasi peristiwa neutrino individu yang mulus dari sumber eksternal.”

Perjalanan Antinutrino

Antinutrino elektron yang menciptakan Peristiwa Resonansi Glasgow menempuh jarak yang cukup jauh sebelum mencapai IQ. Grafik ini menunjukkan perjalanannya; Garis putus-putus biru adalah jalur antinutrino. (Bukan skala.) Kredit: Kolaborasi IceCube

Hasilnya juga membuka babak baru dalam astronomi neutrino yang mulai mengisolasi neutrino dari antinutrino. “Pengukuran sebelumnya tidak sensitif terhadap perbedaan antara neutrino dan antinutrino, jadi hasil ini adalah pengukuran langsung pertama dari komponen antinutrino fluks neutrino astrofisika,” kata Lu Lu, salah satu analis utama di koran. Postdock dari Universitas Chiba di Jepang selama analisis.

Tianlu Yuan, asisten ilmuwan di Wisconsin Particle Astrophysics Center, berkata, “Sumber neutrino astrologi memiliki banyak sifat yang tidak dapat kami ukur seperti ukuran fisik dari daerah percepatan dan medan magnet.” Dapat menentukan rasio antinutrino dari tetapi kami dapat menyelidiki fitur ini secara langsung. “

Untuk mengonfirmasi deteksi dan membuat ukuran pasti dari rasio neutrino terhadap antinutrino, kolaborasi IceCube berupaya melihat lebih banyak resonansi Glasgow. Perluasan yang diusulkan dari Detektor IceCube, IceCube-Gen2, akan memungkinkan para ilmuwan untuk mengukurnya dengan cara yang signifikan secara statistik. Kolaborasi baru-baru ini mengumumkan peningkatan detektor, langkah pertama dari IsoCube-Gen2, yang akan diterapkan dalam beberapa tahun ke depan.

Glasho, sekarang seorang profesor fisika emeritus di Universitas Boston, menggemakan perlunya identifikasi lebih lanjut dari peristiwa resonansi Glasgow. “Yang pasti, kita harus melihat bahwa fenomena nasional yang sama harus dilihat dalam kekuatan yang sama,” katanya. “Sejauh ini ada satu, dan suatu hari akan ada lebih banyak.”

Terakhir, hasilnya menunjukkan nilai kerjasama internasional. IceCube dijalankan oleh lebih dari 400 ilmuwan, insinyur, dan staf dari 53 organisasi di 12 negara, yang secara kolektif menyebutnya Kolaborasi IceCube. Analis utama surat kabar tersebut telah bekerja sama di seluruh Asia, Amerika Utara dan Eropa.

“Identifikasi acara ini adalah yang ‘pertama’, sekali lagi membuktikan kemampuan IceCuber untuk memberikan hasil yang unik dan luar biasa,” kata Olga Botner, seorang profesor fisika di Universitas Uppsala di Swedia dan mantan juru bicara IceCube Collaboration.

“Icecube adalah proyek yang bagus. Hanya dalam beberapa tahun operasi, detektor didanai untuk menemukannya – neutrino kosmik dengan energi tertinggi, sumber potensial mereka dalam blazer dan kemampuan untuk membantu dalam astronomi multimedia. James Whitmore, petugas program untuk divisi NSF, menambahkan , “Sekarang, IceCube telah mengejutkan para ilmuwan dengan memperkaya harta karun baru yang bahkan para ahli teori tidak menyangka akan tersedia secepat itu.”

Referensi: “Deteksi Hujan Partikel di Resonansi Glasgow dengan Es Batu” 10 Maret 2021, Alam.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03256-1

Observatorium Neutrino IceCube terutama didanai oleh National Science Foundation (OPP-1600823 dan PHY-1913607) dan berkantor pusat di Wisconsin IceCube Particle Astrophysics Center, pusat penelitian UW-Madison di Amerika Serikat. Upaya penelitian ini didanai oleh perusahaan dari Australia, Belgia, Kanada, Denmark, Jerman, Jepang, Selandia Baru, Republik Korea, Swedia, Swiss, Inggris dan Amerika Serikat, serta kontribusi penting untuk operasi detektor. Kontribusi signifikan juga diberikan dari dana (FNRS dan FWO) untuk penelitian ilmiah nasional di Belgia untuk pembangunan es batu; Kementerian Federal Pendidikan dan Penelitian (BMBF) dan Yayasan Penelitian Jerman di Jerman (DFG); Knott dan Alice Wallenberg Foundation, Sekretariat Riset Kutub Swedia dan Dewan Riset Swedia di Swedia; Dan Dana Penelitian Wisconsin-Madison Amerika Serikat

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skrining sinar-X mengidentifikasi obat yang menjanjikan untuk pengobatan COVID-19

Sebuah tim peneliti, termasuk ilmuwan MPSD, telah mengidentifikasi beberapa kandidat untuk melawan obat tersebut SARS-CoV-2 coronavirus menggunakan sumber cahaya sinar-X PETRA III di German...

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.