Походження космічних променів була однією з найтриваліших таємниць у фізиці, і схоже, що так залишиться на деякий час довше. Один з провідних кандидатів, звідки походять космічні промені, - це вибухи гамма-променів, і фізики сподівалися, що величезний антарктичний детектор під назвою Нейтрино обсерваторія IceCube підтвердить цю теорію. Але спостереження понад 300 GRB не виявили жодних доказів космічних променів. Коротше кажучи, космічні промені - це не те, що ми думали, що вони є.
Але, подібно до Томаса Едісона, який сказав, що "кожна неправильна спроба відхилена - це ще один крок вперед", фізики розглядають цей останній результат як прогрес.
"Хоча ми не виявили, звідки беруться космічні промені, ми зробили серйозний крок на шляху виключення одного з провідних прогнозів", - сказав головний дослідник IceCube і професор фізики Університету Вісконсина - Медісон Френсіс Хальцен.
Космічні промені - це електрично заряджені частинки, такі як протони, які вражають Землю з усіх боків, енергія в сто мільйонів разів більша, ніж у створених техногенними прискорювачами. Інтенсивні умови, необхідні для генерування таких енергетичних частинок, зосереджували інтерес фізиків до двох потенційних джерел: масивних чорних дір у центрах активних галактик та вибухів гамма-променів (ГРБ), спалахів гамма-променів, пов'язаних із надзвичайно енергетичними вибухами, які спостерігались. у далеких галактиках.
IceCube використовує нейтрино, які, як вважають, супроводжують виробництво космічних променів, для вивчення цих двох теорій. У праці, опублікованій у випуску журналу Nature за 19 квітня, вчені IceCube описують пошук нейтрино, випромінюваного з 300 вибухів гамма-променів, останнім часом, за збігом супутників SWIFT та Фермі, з травня 2008 року по квітень 2010 року. Дивно, але вони не знайдено жодного - результат, який суперечить 15-річним прогнозам і викликам однієї з двох провідних теорій походження космічних променів найвищої енергії.
Детектор шукає високоенергетичний (тераелектронвольт; 1012-електронвольт) нейтрино, і в своїй роботі команда зазначила, що знайшла верхню межу потоку енергетичних нейтрино, пов'язаної з ГРБ, що принаймні на 3,7 нижче прогнозів. Це означає, що або GRB не є єдиними джерелами космічних променів, енергія яких перевищує 1018електронапруги або ефективність виробництва нейтрино значно нижча, ніж було передбачено. Так чи інакше, кажуть вчені, наші сучасні теорії виробництва космічних променів та нейтрино в ГРБ потребують перегляду. "Результат цього нейтринного пошуку є вагомим, оскільки вперше у нас є інструмент з достатньою чутливістю для відкриття нового вікна виробництва космічних променів та внутрішніх процесів ГРБ ", - заявив прес-секретар IceCube та професор фізики Мерілендського університету Грег Салліван. "Несподівана відсутність нейтрино у ГРБ змусила переоцінити теорію виробництва космічних променів і нейтрино у вогневому кулі GRB, і, можливо, теорії про те, що в енергетичних кульках генеруються високоенергетичні космічні промені. IceCube - це детектор частинок на вогневих кулях. Південний полюс, який фіксує взаємодію майже безмасштабних нейтрино. Прилади спостерігають за нейтрино, виявляючи слабке синє світло, що утворюється при нейтрино взаємодії в льоду. Нейтрино може легко подорожувати через людей, стіни або цілі планети, як Земля. Для того, щоб виявити їх рідкісні взаємодії, IceCube побудований у величезних масштабах. Один кубічний кілометр льодовикового льоду, достатній для розміщення великої піраміди Гізи в 400 разів, оснащений 5160 оптичними датчиками, вбудованими на льоду до 2,5 кілометрів.БГР, найпотужніші вибухи Всесвіту, зазвичай спочатку спостерігають супутники, що використовують X -промені та / або гамма-промені. GRB бачать приблизно один раз на день і настільки яскраві, що їх можна побачити з половини шляху через видимий Всесвіт. Вибухи, як правило, тривають лише кілька секунд, і за цей короткий час вони можуть затьмарити все інше у Всесвіті. Вчені говорять, що поліпшене теоретичне розуміння та більше даних конкурентного детектора IceCube допоможуть вченим краще зрозуміти таємницю виробництва космічних променів. В даний час IceCube збирає більше даних за допомогою остаточного, краще відкаліброваного та краще зрозумілого детектора. IceCube керується співпрацею 250 фізиків та інженерів із США, Німеччини, Швеції, Бельгії, Швейцарії, Японії, Канади, Нової Зеландії, Австралії та Барбадос. Докладніше про IceCube.
Джерело: IceCube / Університет Вісконсина
