Nevtrine so odkrili s tako visoko energijo, da jih standardni model ne more razložiti

Pin
Send
Share
Send

Čeprav so nevtrini skrivnostni delci, so izjemno pogosti. Vsako sekundo skozi vaše telo prehajajo milijarde nevtrinov. Toda nevtrini redko posegajo po običajnih snoveh, zato je njihovo odkrivanje velik inženirski izziv. Tudi ko jih zaznamo, rezultati niso vedno smiselni. Pred kratkim smo na primer odkrili nevtrine, ki imajo toliko energije, da ne vemo, kako nastajajo.

Neutrinski detektor je običajno velika komora, napolnjena s čisto vodo ali ledom. Znotraj te komore so zelo občutljivi detektorji. Nevtrine ne opazujemo neposredno. Namesto tega detektor nevtrinov čaka, da se nevtrino zatakne v atom. Ko to stori, lahko ustvari nabita leptona, kot so elektroni, muoni ali tauon. Ti nabiti delci lahko proizvajajo tudi svetlobo. Torej z zaznavanjem svetlobe ali leptonov vemo, da je z detektorjem sodeloval nevtrino.

Večina nevtrinov, ki jih zaznamo, so sončni nevtrini, ki nastajajo z jedrsko fuzijo v Sončevem jedru. Toda stvari, kot so na primer supernovee in gama žarki, proizvajajo tudi nevtrine. Veliko truda je bilo usmerjenega v njihovo odkrivanje ekstra sončna nevtrini.

Eden najboljših detektorjev nevtrinov je Neutrino observatorij IceCube na Antarktiki. Antarktika je odličen kraj za nevtrino opazovalnico, saj je njena debela plast ledu odlična za absorpcijo vseh vrst delnih poteh, kot so kozmični žarki in gama žarki, ki se lahko zmešajo z vašimi občutljivimi detektorji. Z zakopavanjem opazovalnice v led smo lahko prepričani, da dogodki, ki jih zaznamo, izvirajo iz nevtrinov. Opazovalnica IceCube je večkrat zaznala ekstra sončne nevtrine.

Toda na Antarktiki obstaja še en nevtinski observatorij, ki nevtrine zazna na zelo drugačen način. Znana kot antarktična impulzivna prehodna antena oz ANITA, je občutljiv radijski detektor, ki je nameščen na balonu. ANITA je radijski detektor, saj lahko, ko visokoenergetski nevtrini trčijo v antarktični led, ustvarijo radijsko svetlobo. Ti nevtrini so stokrat močnejši od tistih, ki jih zazna IceCube.

Kdaj ANITA odkril te visokoenergijske nevtrine, kar je povzročilo malo vznemirjenja, ker se zdi, da prihajajo iz nevtrinov, ki prehajajo skozi Zemlji, preden je udaril na antarktični led. To bi lahko pričakovali, če bi kakšen močan astrofizični dogodek ustvaril tok nevtrinov v Zemljino smer. Če pa je to tako, bi tudi ti nevtrini sprožili dogodke, ki bi jih lahko zaznal IceCube.

Tako je IceCube sodelovanje sodelovalo pri iskanju dogodkov odkrivanja, ki so se zgodili istočasno kot ANITA odkrivanja. Niso našli nobenih dokazov za korelirane dogodke, kar pomeni, da to ni posledica nekaterih močnih nevtinskih dogodkov svetlobnih let. To je nenavadno, ker pušča dve možnosti: bodisi ANITA dalo lažne pozitivne učinke zaradi neke pomanjkljivosti v zasnovi, ali pa so ti nevtino dogodki posledica procesa, ki je zunaj standardnega modela. V okviru standardnega modela fizike delcev ni mogoče ustvariti nevtrinov s tako visoko energijo.

To je le majhen nabor dogodkov, zato je razlog za previdnost pri rezultatih. Vendar bi to zadnje delo lahko namignilo na novo fiziko fizike, ki je še ne razumemo.

Referenca: Aartsen, M. G. in sod. "Iskanje dogodkov IceCube v smeri kandidatov za nevtrino ANITA."

Pin
Send
Share
Send