Tutkijat ovat havainneet tänään, 12. heinäkuuta, korkean energian, uskomattoman pienen "aaveen" hiukkasen, nimeltään neutriino, joka lentää Antarktisen jään läpi ja jäljittänyt sen alkuperän tiettyyn blazariin.
Fyysikot ovat erittäin innoissaan etsivästä työstä, joka on kertonut heille neutriinin syntymäpaikasta. Mutta mikä helvetti on joka tapauksessa neutriino, ja miksi sillä on merkitystä mistä asia tuli?
Neutriino on subatominen hiukkanen yhtä pieni kuin elektron, mutta ilman mitään varausta. Tutkijat tietävät, että neutriinoilla on pieni massa, mutta he eivät osaa määrittää tarkalleen kuinka vähän. Tuloksena on, että neutriinoilla on taipumus antaa muulle aineelle kylmä olkapää: Ne eivät ole vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa usein, mikä vaikeuttaa tutkijoiden havaitsemista. [Neutriinin jäljittäminen sen lähteeseen: löytö kuvissa]
Siitä huolimatta, heitä on kaikkialla - kehoasi pumpataan noin 100 triljoonaa neutriinoa sekunnissa. Ja tutkijoiden mielestä outoilla hiukkasilla voi olla avain joihinkin maailmankaikkeuden suurimpiin mysteereihin, mukaan lukien miksi aine voitti antimaterian jo varhain Ison räjähdyksen jälkeen.
"Neutriinot ovat mahtavia", Kate Scholberg, Pohjois-Carolinan Duke-yliopiston hiukkasfyysikko, kertoi Space.com: lle. Hän on puolueellinen, koska hän on viettänyt uransa tutkimalla pieniä asioita, mutta se ei tee hänestä väärin. "Meidän on ymmärrettävä heidät, jos haluamme ymmärtää kaikkea."
Uusi tutkimus on pieni askel tutkijoille, jotka toivovat tekevänsä juuri sen. Löytö alkoi IceCube Neutrinon observatoriossa lähellä etelänapaa syyskuussa. Syvän Etelämantereen jäälehden sisällä ilmaisimien ruudut jäljittivät yhden neutriinin polun 3D: ssä.
Polku oli riittävän selkeä, että fyysikot pystyivät seuraamaan neutriinin matkaa taaksepäin suorassa linjassa maailmankaikkeuden yli. Alle minuutissa, he pyysivät tähtitieteilijöitä ympäri maailmaa kääntämään kaukoputkensa siihen taivaan alueeseen ja huomaamaan, näkivätkö he jotain kiehtovaa. Ja he varmasti tekivät - tarkalleen samassa naapurustossa oli blazari, suuri energianlähde, jota kutsuttiin gammasäteiksi, ja tiedemiehet pystyivät vahvistamaan blazarin neutriinolähteeksi.
Prosessi oli mahdollinen, koska neutriinot, kuten valon fotonit, voivat ylittää erittäin suuria etäisyyksiä maailmankaikkeudessa suorina viivoina ilman, että niitä vedetään pois tieltä. Muun tyyppiset korkeaenergiset hiukkaset eivät voi tehdä sitä, koska ne ovat varautuneita. "He tulevat sekoitettuna tänne", Marylandin yliopiston fyysikko Greg Sullivan, joka toimii IceCube Neutrinon observatorion kanssa ja joka oli mukana uudessa tutkimuksessa, kertoi Space.com: lle. "Emme pysty jäljittämään heitä takaisin mistä ne ovat lähtöisin."
Haaste on kiusannut tutkijoita noin vuosisadan ajan, koska se tarkoittaa, että he eivät pysty tunnistamaan, minkä tyyppiset esineet luovat minkä tyyppisen erittäin varautuneen hiukkasen. Turhautuminen motivoi tutkijoita avaamaan IceCube, ainoa riittävän suuri neutriinodetektori, joka vangitsee uskomattoman korkeaenergiset hiukkaset, jotka syntyivät galaksiamme ulkopuolella, vuonna 2010.
"Neutrinos piti jonkin aikaa lupauksen pystyvänsä kartoittamaan taivaan haluamallasi tavalla valolla, mutta korkeammilla energioilla", Sullivan sanoi. "Voimme kysyä kysymyksiä tai yrittää vastata kysymyksiin, joita et muuten pystynyt."
Tähtitieteilijät hyödyntävät jo alhaisemman energian neutriinoja Scholbergin ylläpitämän verkon kautta, joka odottaa käyttävän neutriinopursketta havaitakseen seuraavan ytimen romahtamisen supernoovan Linnunradalla.
Tällainen supernova havaittiin viimeksi vuonna 1987, ennen kuin moderneja neutriinoilmaisimia oli olemassa. Mutta kun seuraava räjähtää, Scholberg ja hänen kollegansa haluavat käyttää neutriinopursketta varoittaakseen tähtitieteilijöitä ajoissa valon allekirjoituksen saamiseksi. Itse neutriinot kertovat tutkijoille myös tapahtuman aikana tapahtuvasta. "Voit todella nähdä mustan aukon syntyvän neutriinoissa", Scholberg sanoi.
Se, kuten uusi blazari-tutkimus, olisi läpimurto siinä, mitä tutkijat kutsuvat multimessen tähtitiedeksi, joka käyttää kahta tai useampaa eri tietoryhmää, kuten valofotoneja, neutriinoja ja gravitaatioaaltoja. Lisää tietotyyppejä tarkoittaa yleisempiä tietoja tapahtumista.
"Se on kuin iso palapeli ja yritämme täyttää kappaleet", Sullivan sanoi. "Näkemällä kuvan sekä eri energioina että eri hiukkasina, voimme todella yrittää ymmärtää tapahtuvan fysiikan."
Mutta Sullivan ja hänen kollegansa eivät ole tyytyväisiä pysähtymään tämänpäiväiseen ilmoitukseen. "Tämä on vasta ensimmäinen askel", hän sanoi ja lisäsi, että fyysikot toivovat rakentavansa jopa neutrinodetektorin, joka on jopa IceCubea suurempi. "Meillä on paljon enemmän oppia ja nähdä."
