Хоча нейтрино є таємничими частинками, вони надзвичайно поширені. Щомісяця через ваше тіло проходять мільярди нейтрино. Але нейтрино рідко взаємодіє з регулярними речовинами, тому виявлення їх є великою інженерною проблемою. Навіть коли ми їх виявляємо, результати не завжди мають сенс. Наприклад, нещодавно ми виявили нейтрино, які мають стільки енергії, і ми не маємо уявлення, як вони створюються.
Детектор нейтрино, як правило, є великою камерою, наповненою чистою водою або льодом. Всередині цієї камери є дуже чутливі детектори. Нейтрино не спостерігається безпосередньо. Натомість детектор нейтрино чекає, коли нейтрино потрапить в атом. Коли це станеться, він може створити заряджені лептони, такі як електрон, мюон або тауон. Ці заряджені частинки також можуть виробляти світло. Отже, виявляючи світло або лептони, ми знаємо, що нейтрино взаємоділо з детектором.
Більшість нейтрино, які ми виявляємо, - це сонячні нейтрино, що утворюються при ядерному синтезі в ядрі Сонця. Але такі речі, як сверхнові і вибухи гамма-променів, також виробляють нейтрино. На їх виявлення було спрямовано багато зусиль позасонячна нейтрино.
Одним з кращих детекторів нейтрино є обсерваторія нейтрино IceCube в Антарктиді. Антарктида - чудове місце для обсерваторії нейтрино, оскільки її товстий шар льоду чудово вбирає всілякі бродячі частинки, такі як космічні та гамма-промені, які можуть поплутатися з вашими чутливими детекторами. Поховавши обсерваторію в льоду, ми можемо бути впевнені, що події, які ми виявляємо, - від нейтрино. Обсерваторія IceCube кілька разів виявляла надсонячні нейтрино.
Але в Антарктиді є ще одна обсерваторія нейтрино, і вона виявляє нейтрино зовсім по-іншому. Відома як Антарктична імпульсивна тимчасова антена, або АНІТА, це чутливий радіодетектор, який встановлений на повітряній кулі. АНІТА є радіодетектором, оскільки коли нейтрино високої енергії стикається з антарктичним льодом, вони можуть створювати радіо світло. Ці нейтрино в сотні разів потужніші, ніж ті, що виявлені IceCube.
Коли АНІТА Виявив ці високоенергетичні нейтрино, це викликало трохи ворушіння, оскільки вони, здавалося, приходять від проходження нейтрино наскрізь Земля до удару льоду Антарктики. Це те, чого можна очікувати, якщо якась потужна астрофізична подія створила потік нейтрино в напрямку Землі. Але якщо це так, ці нейтрино також спричинить події, які могли б виявити IceCube.
Тож співпраця IceCube шукала події виявлення, що сталися одночасно з АНІТА виявлення. Вони не знайшли жодних доказів для корельованих подій, а це означає, що це пов'язано не з потужними нейтрино подіями світлових років. Це дивно, оскільки це залишає дві можливості: або то АНІТА дав помилкові позитиви через деякий недолік у дизайні, або ці події нейтрино викликані процесом, який лежить поза стандартною моделлю. В рамках стандартної моделі фізики частинок не існує можливості отримати нейтрино з такою високою енергією.
Це лише невеликий набір подій, тому є підстави бути обережними щодо результатів. Однак ця остання робота може натякнути на нову сферу фізики, яку ми ще не розуміємо.
Довідка: Aartsen, M. G. та ін. "Пошук подій IceCube у напрямку кандидатів нейтрино ANITA."
