Вчені помітили високоенергетичну, неймовірно крихітну "примарну" частинку, яка називається нейтрино, що пролітає через антарктичний лід і простежує її витоки до конкретного блазару, вони оголосили сьогодні, 12 липня.
Фізики дуже в захваті від детективної роботи, яка розповіла їм про місце народження нейтрино. Але який чорт все-таки є нейтрино, і чому це важливо, звідки річ взялася?
Нейтрино - субатомна частинка настільки ж крихітна, як електрон, але без жодного заряду. Вчені знають, що нейтрино має малу частину маси, але вони не можуть точно визначити, як мало. Результат полягає в тому, що нейтрино, як правило, надає іншій справі холодне плече: вони не взаємодіють із оточенням дуже часто, що ускладнює вченим помітити. [Відстеження нейтрино до його джерела: відкриття в картинках]
Тим не менш, вони є скрізь - ваше тіло забивається приблизно 100 трильйонами нейтрино щосекунди. І вчені вважають, що дивні частинки можуть стати ключем до однієї з найбільших загадок про Всесвіт, в тому числі, чому матерія виграла проти антиматерії на початку після Великого вибуху.
"Нейтрино є дивовижними", - розповіла Space.com Кейт Шолберг, фізик з частинок університету Дюка в Північній Кароліні. Вона упереджена, оскільки провела кар’єру, вивчаючи крихітні речі, але це не робить її помилкою. "Ми повинні їх розуміти, якщо ми хочемо все зрозуміти".
Нове дослідження - це невеликий крок для вчених, які сподіваються зробити саме це. Відкриття розпочалося у Нейтрино обсерваторії IceCube поблизу Південного полюса у вересні. Глибоко всередині антарктичного крижаного покриву сітка детекторів простежувала шлях єдиного нейтрино в 3D.
Шлях був достатньо чітким, що фізики могли прямувати по дорозі нейтрино назад по прямій лінії всесвіту. Менш ніж за хвилину вони попросили астрономів у всьому світі повернути свої телескопи до тієї області неба і відзначити, чи бачили вони щось інтригуюче. І вони, безумовно, зробили - там був блазар, масове джерело високоенергетичного світла під назвою гамма-випромінювання, в точно такому ж районі, і вчені змогли підтвердити блазар як джерело нейтрино.
Цей процес був можливий, тому що нейтрино, як фотони світла, можуть перетинати надзвичайно великі відстані у Всесвіті прямими лініями, не відриваючись від курсу. Інші типи високоенергетичних частинок не можуть цього зробити, оскільки вони заряджаються. "Вони приїжджають тут збиткові", - розповів Spaceg Грег Салліван, фізик з університету Меріленда, який працює з обсерваторією "Нейтрино" IceCube і який брав участь у нових дослідженнях. "Ми не можемо їх простежити туди, звідки вони беруться".
Проблема вболіває вчених протягом майже століття, оскільки це означає, що вони не можуть визначити, який тип об’єктів створює, який тип високозарядженої частинки. Розчарування мотивувало вчених відкрити IceCube - єдиний нейтрино-детектор, достатньо великий для захоплення неймовірно високоенергетичних частинок, народжених поза нашою галактикою.
"Нейтринос деякий час дотримувався обіцянки мати можливість скласти карту неба, як ви хотіли б зі світлом, але з більш високими енергіями", - сказав Салліван. "Ми можемо задати питання або спробувати відповісти на питання, які ви не могли інакше."
Нейтрино з нижчою енергією астрономи вже використовуються через мережу, керовану Шолбергом, яка чекає, щоб використати сплеск нейтрино, щоб помітити наступну супернову руйнування ядра на Чумацькому Шляху.
Таку наднову в останній раз спостерігали у 1987 році, перш ніж існували сучасні нейтрино детектори. Але коли наступний вибухне, Шолберг та її колеги хочуть використати вибух нейтрино, щоб вчасно попередити астрономів, щоб зловити світлий підпис. Самі нейтрино також розповіли б ученим про те, що відбувалося під час події. "Ви насправді могли бачити, як у нейтрино народжується чорна діра", - сказав Шолберг.
Це, як і нове блазарське дослідження, було б проривом у тому, що вчені називають багатопосередницьку астрономію, яка використовує дві або більше різних категорій даних, наприклад, світлові фотони, нейтрино та гравітаційні хвилі. Більше типів даних означає більш загальну інформацію про те, що сталося.
"Це як велика головоломка, і ми намагаємося заповнити шматки", - сказав Салліван. "Бачачи картину як в різних енергіях, так і в різних частинках, ми можемо реально спробувати зрозуміти фізику того, що відбувається".
Але Салліван та його колеги не хочуть зупинятися на сьогоднішньому оголошенні. "Це лише перший крок", - сказав він, додавши, що фізики сподіваються побудувати детектор нейтрино навіть більший, ніж IceCube. "У нас є набагато більше, щоб дізнатися і побачити".
