Kuvan luotto: UW-Madison
Uusi kaukoputki, joka on sijoitettu Antarktikan jäähän, on valmistunut ensimmäinen korkeaenergisen neutriinotaiteen kartta. Se tosiasiallisesti katselee koko maapallon läpi katsomaan pohjoista taivasta neutriinoille, jotka liikkuvat suurella nopeudella ja kulkevat lähes kaiken aineen esteettä. AMANDA II on löytänyt neutriinoja 100-kertaisella energialla mitä tahansa maapallon laboratoriokokeissa tuotettua.
Uusi teleskooppi, joka käyttää Antarktiksen jäälevyä ikkunaansa kosmokseen, on tuottanut ensimmäisen kartan korkean energian neutriinotaivasta.
Kartta, joka paljastettiin tähtitieteilijöille tänään (15. heinäkuuta) kansainvälisen tähtitieteellisen liiton kokouksessa, tarjoaa tähtitieteilijöille ensimmäisen houkuttelevan välähdyksen erittäin korkeaenergisista neutriinoista, aavemaisista hiukkasista, joiden uskotaan tulevan eräistä väkivaltaisimmista tapahtumista maailmankaikkeus - kaataa mustia reikiä, gammasäteiden purskeita ja kaukaisten galaksien väkivaltaisia ytimiä.
"Tämä on ensimmäinen tieto realistisesta löytöpotentiaalista neutrino-teleskoopilla", sanoo Wisconsinin yliopiston Madison-fysiikan professori Francis Halzen kartasta, joka on koottu käyttämällä AMANDA II: ta, ainutlaatuista teleskooppia, joka on rakennettu tuella. Kansalliselta tiedesäätiöltä (NSF) ja koostuu valoa keräävistä ilmaisimista, jotka on haudattu jäähän 1,5 km etelänavan alapuolelle. "Tähän mennessä tämä on kaikkien aikojen herkein tapa katsoa korkean energian neutrinoainesta", hän sanoo.
Kyky havaita korkeaenergisia neutriinoja ja jäljittää ne lähtöpisteisiinsa on edelleen yksi nykyaikaisen astrofysiikan tärkeimmistä tehtävistä.
Koska kosmiset neutriinot ovat näkymättömiä, lataamattomia ja niissä ei juuri ole massaa, niitä on lähes mahdoton havaita. Toisin kuin fotoneja, näkyvän valon muodostavia hiukkasia ja muunlaista säteilyä, neutriinot voivat kulkea esteettömästi planeettojen, tähtien, tähtienvälisen avaruuden laajojen magneettikenttien ja jopa kokonaisten galaksien läpi. Laatu - mikä tekee heistä erittäin vaikeaa havaita - on myös heidän suurin voimisteensa, koska heidän kosmologisesti kaukana olevista ja muutoin havaitsemattomista tapahtumista löytyvä tieto on ennallaan.
AMANDA II: n tuottama kartta on alustava, Halzen korostaa, ja se edustaa vain yhden vuoden tietä, jonka jään kaukoputki on kerännyt. Käyttämällä vielä kahden vuoden tietoja, jotka on jo korjattu AMANDA II: lla, Halzen ja hänen kollegansa määrittelevät seuraavaksi taivaankartan rakenteen ja lajittelevat potentiaaliset signaalit nykyisen kartan tilastollisista heilahteluista niiden vahvistamiseksi tai hylkäämiseksi.
Kartan merkitys Halzenin mukaan on, että se osoittaa ilmaisimen toimivan. "Se vahvistaa tekniikan suorituskyvyn", hän sanoo, "ja se osoittaa, että olemme saavuttaneet saman herkkyyden kuin teleskoopit, joita käytetään gammasäteiden havaitsemiseen samalla korkean energian alueella". Kosmisia säteitä kiihdyttäviltä esineiltä odotetaan suunnilleen yhtä hyviä signaaleja, joiden alkuperät ovat tuntemattomia lähes vuosisadan havaitsemisensa jälkeen.
Syvälle Antarktisen jään päälle sijoitetun AMANDA II -teleskoopin (Antarctic Muon and Neutrino Detector Array) teleskooppi on suunniteltu näyttämään ei ylöspäin vaan alaspäin maan läpi taivaalle pohjoisella pallonpuoliskolla. Teleskooppi koostuu 677 lasioptisesta moduulista, jokaisen kokoinen keilapallo, joka on järjestetty 19 kaapeliin, jotka on asetettu syvälle jäähän korkeapaineisten kuumavesiporan avulla. Järjestelmä muuttaa 500 metrin korkuisen ja halkaisijaltaan 120 metrin jään sylinterin hiukkasilmaisimeksi.
Lasimoduulit toimivat kuin hehkulamput taaksepäin. Ne havaitsevat ja kaappaavat heikkoja ja ohimeneviä valoraitoja, joita syntyy, joskus neutriinot törmäävät jääatomiin ilmaisimen sisällä tai lähellä. Subatomiset hylyt luovat kuoneja, toisen subatomisen hiukkaslajin, joka sopivasti jättää sinisen valon lyhytaikaisen herättämisen syvälle Antarktisen jään alueelle. Valopiiri vastaa neutriinin polkua ja osoittaa takaisin lähtöpisteeseen.
Kartta tarjoaa mielenkiinnon tähtitieteilijöille, koska se tarjoaa ensimmäisen välähdyksen korkean energian neutriinotaiteesta, koska Halzenin mukaan "meillä ei ole vielä aavistustakaan, kuinka kosmiset säteet kiihtyvät tai mistä ne tulevat".
Se tosiasia, että AMANDA II on nyt tunnistanut neutriinoja sadankertaisesti voimakkaimpien maapallon kiihdyttimien tuottamien hiukkasten energian kanssa, lisää mahdollisuuksia, että jotkut niistä voivat potkaista pitkille matkoilleen joitakin kaikkein kaikkein energisimmistä tapahtumista. kosmossa. Mahdollisuus rutiininomaisesti havaita korkeaenergisia neutriinoja antaa tähtitieteilijöille paitsi linssin tutkia sellaisia omituisia ilmiöitä kuin törmäävät mustat aukot, mutta myös keinoilla päästä suoraan muokkaamattomaan tietoon tapahtumista, jotka tapahtuivat satoja miljoonia tai miljardeja valovuosia poissa ja ikuiset sitten.
"Tämä kartta voisi pitää ensimmäisiä todisteita kosmisesta kiihdyttimestä", Halzen sanoo. "Mutta emme ole vielä siellä."
Kosmisten neutriinolähteiden metsästys saa vauhtia, kun AMANDA II-teleskooppi kasvaa, kun uusia ilmaisimien jousia lisätään. Suunnitelmat vaativat, että kaukoputki kasvaa kuutiokilometriä instrumentoitua jäätä. Uusi kaukoputki, joka tunnetaan nimellä IceCube, tekee taivaan kosteudesta kosmisten neutriinolähteiden suhteen erittäin tehokkaan.
"Olemme herkkiä kaikkein pessimistisimmille teoreettisille ennusteille", Halzen sanoo. ”Muista, että etsimme lähteitä, ja vaikka löydämmekin jotain nyt, herkkyytemme on sellainen, että näemme parhaimmillaan luokan 10 neutriinoa vuodessa. Se ei ole tarpeeksi hyvä. "
Alkuperäinen lähde: WISC-lehdistötiedote
