Өндөр энергийн гарал үүсэл нейтрино одон орны нэгэн чухал нууцыг тайлж, анх удаа мөрдөж байна
Илүү ихийг ойлгож, сурахын тулд эрчим хүчний эсвэл материйн хувьд нууцлаг дэд атомын бөөмсийг судлах нь маш чухал юм. Физикчид атомын доорх бөөмсийг хардаг - нейтрино - тэдгээрийн үүссэн янз бүрийн үйл явдал, үйл явцын талаар нэмэлт ойлголттой болох. Бид оддын тухай, тэр дундаа нарны тухай судлах замаар мэддэг нейтрино. талаар сурах зүйл маш их байна Орчлон ертөнц Нейтрино хэрхэн ажилладагийг ойлгох нь Физик, Одон орон судлалыг сонирхдог эрдэмтдийн хувьд хамгийн чухал алхам юм.
Нейтрино гэж юу вэ?
Нейтрино бол бараг ямар ч масс, цахилгаан цэнэггүй уур (мөн маш дэгдэмхий) бөөмс бөгөөд тэдгээр нь ямар ч төрлийн бодисоор дамжин ямар ч өөрчлөлтгүйгээр дамжин өнгөрч чаддаг. Нейтрино нь эрс тэс нөхцөл, одод гэх мэт нягт орчныг тэсвэрлэх замаар үүнийг хийж чадна. гариг болон галактикууд. Нейтриногийн чухал шинж чанар нь хүрээлэн буй орчинтойгоо хэзээ ч харьцдаггүй бөгөөд энэ нь тэднийг шинжлэхэд маш хэцүү болгодог. Мөн тэдгээр нь электрон, тау, мюон гэсэн гурван "амт"-д байдаг бөгөөд хэлбэлзэх үедээ эдгээр амтуудын хооронд шилждэг. Үүнийг "холих" үзэгдэл гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь нейтрино дээр туршилт хийх хамгийн хачирхалтай хэсэг юм. Нейтриногийн хамгийн хүчтэй шинж чанар нь тэд яг гарал үүслийн талаархи өвөрмөц мэдээллийг агуулдаг. Энэ нь гол төлөв нейтрино нь өндөр энергитэй боловч ямар ч цэнэггүй тул ямар ч хүчний соронзон орны нөлөөнд автдаггүйтэй холбоотой юм. Нейтриногийн гарал үүсэл бүрэн тодорхойгүй байна. Тэдний дийлэнх нь нарнаас гаралтай боловч багахан хэсэг нь ялангуяа өндөр энергитэй нь нарны гүнээс ирдэг. орон зай. Энэ нь эдгээр баригдашгүй тэнүүлчдийн яг гарал үүсэл нь тодорхойгүй байсан бөгөөд тэднийг "сүнстэй тоосонцор" гэж нэрлэдэг.
Өндөр энергитэй нейтриногийн гарал үүслийг судлав
-д хэвлэгдсэн одон орон судлалын шинэлэг ихэр судалгаанд Шинжлэх ухаан, судлаачид Антарктидад 3.7 тэрбум жил аялсны дараа мөсний гүнээс олдсон хий үзэгдэл мэт атомын дэд бүтэцтэй нейтриногийн гарал үүслийг анх удаа илрүүлжээ. гариг Дэлхий1,2. Энэхүү ажлыг 300 гаруй эрдэмтэн, 49 байгууллагын хамтын ажиллагааны үр дүнд хийж байна. Өндөр энергитэй нейтриноуудыг IceCube Нейтрино ажиглалтын төвөөс өмнөд туйлд суурилуулсан хамгийн том IceCube детектор мөсөн давхаргын гүнээс илрүүлжээ. Зорилгодоо хүрэхийн тулд тус бүр нь хагас миль гүн мөсөнд 86 цооног өрөмдөж, 5000 гаруй гэрлийн мэдрэгч бүхий сүлжээнд тархсан бөгөөд ингэснээр нийт 1 шоо км талбайг хамарчээ. АНУ-ын Үндэсний Шинжлэх Ухааны Сангийн удирддаг IceCube детектор нь гүн мөс хүртэл үргэлжилсэн цооногуудад байрлуулсан 86 кабелаас бүрдсэн аварга том мэдрэгч юм. Детекторууд нь нейтрино атомын цөмтэй харилцан үйлчлэх үед ялгарах тусгай цэнхэр гэрлийг бүртгэдэг. Маш олон өндөр энергитэй нейтрино илрүүлсэн боловч мөсөн бүрхүүлийн доороос 300 триллион электрон вольтын энергитэй нейтрино амжилттай илрэх хүртэл тэдгээрийг илрүүлэх боломжгүй байв. Энэ энерги нь бөөмийн хамгийн хүчирхэг хурдасгуур болох Том Хардон Коллайдероор дамждаг протонуудын энергиэс бараг 50 дахин их юм. гариг. Энэ илрүүлэлтийг хийсний дараа бодит цагийн систем нь дэлхий дээрх лабораториос эхлээд бүх цахилгаан соронзон спектрийн өгөгдлийг аргачлалаар цуглуулж, эмхэтгэсэн. орон зай Энэ нейтрино гарал үүслийн талаар.
Нейтрино нь гэрэлтэгч рүү амжилттай буцаж ирсэн Галактик "Блэйзер" гэж нэрлэдэг. Blazer бол аварга том зууван идэвхтэй юм Галактик нейтрино болон гамма туяа ялгаруулдаг хоёр тийрэлтэт онгоцтой. Энэ нь өвөрмөц супер масстай бөгөөд хурдан эргэлддэг хар нүх түүний төвд болон Галактик гэрлийн хурдыг тойрон дэлхий рүү хөдөлдөг. Пиджакны нэг тийрэлтэт гялалзсан тод шинж чанартай бөгөөд энэ нь дэлхий рүү шууд чиглэнэ. Галактик түүний нэр. Пиджак Галактик Орион одны зүүн талд байрладаг бөгөөд энэ зай нь дэлхийгээс 4 тэрбум гэрлийн жилийн зайд оршдог. Нейтрино болон гамма туяа хоёуланг нь ажиглагчийн газар илрүүлсэн бөгөөд нийт 20 телескопыг дэлхий дээр болон орон зай. Энэхүү эхний судалгаа1 нейтрино илрүүлж байгааг харуулсан бол дараагийн хоёр дахь судалгаагаар2 блейзер Галактик Эдгээр нейтриноуудыг 2014, 2015 онд үйлдвэрлэж байсан. Блэйзер бол маш эрч хүчтэй нейтрино, улмаар сансар огторгуйн цацрагийн эх үүсвэр юм.
Одон орон судлалын шинэ нээлт
Эдгээр нейтриноуудыг нээсэн нь томоохон амжилт бөгөөд энэ нь нейтриноуудыг судлах, ажиглах боломжийг олгодог Орчлон ертөнц зүйрлэшгүй байдлаар. Энэхүү нээлт нь сансар огторгуйн нууцлаг цацрагийн гарал үүслийг анх удаа олж тогтооход тусалж магадгүй гэж эрдэмтэд мэдэгдэв. Эдгээр цацрагууд нь нарны аймгийн гаднаас дэлхий рүү бууж ирдэг атомын хэсгүүд бөгөөд гэрлийн хурдаар дүрэлздэг. Тэд хиймэл дагуул, холбооны систем гэх мэт асуудал үүсгэдэг гэж буруутгадаг. Нейтринооос ялгаатай нь сансрын туяа нь цэнэгтэй бөөмс учраас соронзон орон нь тэдний замд нөлөөлж, өөрчлөгддөг тул тэдний гарал үүслийг олох боломжгүй болгодог. Сансрын туяа нь одон орон судлалын шинжлэх ухааны судалгааны сэдэв байсаар ирсэн бөгөөд 1912 онд нээгдсэн ч сансрын туяа нь нууц хэвээр байна.
Ирээдүйд энэ судалгаанд ашигласан ижил төстэй дэд бүтцийг ашиглан илүү өргөн цар хүрээтэй нейтрино ажиглалтын төв нь илүү хурдан үр дүнд хүрч, нейтриногийн шинэ эх үүсвэрийг илрүүлэхийн тулд илүү их илрүүлэлт хийх боломжтой болно. Олон тооны ажиглалтыг бүртгэж, цахилгаан соронзон спектрийн өгөгдлийг танин мэдэх замаар хийсэн энэхүү судалгаа нь бидний ойлгоход чухал ач холбогдолтой юм. Орчлон ертөнц үүнийг зохицуулдаг физикийн механизмууд. Энэ бол сансар огторгуйг судлахын тулд дор хаяж хоёр өөр төрлийн дохио ашигладаг "олон мессенжер" одон орон судлалын шилдэг жишээ юм. Энэ арга нь нейтрон оддын мөргөлдөөнийг илрүүлэхэд тусалсан таталцлын долгион ойрын үед. Эдгээр элч бүр бидэнд шинэ мэдлэгийг өгдөг Орчлон ертөнц болон агаар мандал дахь хүчтэй үйл явдлууд. Түүнчлэн, энэ нь хэдэн сая жилийн өмнө тохиолдсон онцгой үйл явдлуудын талаар илүү ихийг ойлгоход тусалж, эдгээр бөөмсийг дэлхий рүү аялуулахыг зааж өгсөн болно.
***
Эх сурвалж
1.The IceCube Collaboration et al. 2018. Өндөр энергитэй нейтрино IceCube-170922A-тай давхцаж буй галт шарын олон мессенжерийн ажиглалт. Шинжлэх ухаан. 361(6398). https://doi.org/10.1126/science.aat1378
2.The IceCube Collaboration et al. 2018. IceCube-0506A дохиоллын өмнөх TXS 056+170922 блазарын чиглэлээс нейтрино ялгаруулалт. Шинжлэх ухаан. 361(6398). https://doi.org/10.1126/science.aat2890
***
