Bilim adamları, Antarktika buzundan uçan bir nötrino adı verilen yüksek enerjili, inanılmaz derecede küçük bir "hayalet" parçacığını tespit ettiler ve kökenlerini belirli bir blazar'ya kadar takip ettiler.
Fizikçiler, onlara nötrino'nun doğum yeri hakkında bilgi veren dedektif çalışmaları için çok heyecanlı. Ama yine de bir nötrino nedir ve neden bu şeyin nereden geldiğinin önemi var?
Bir nötrino, elektron kadar küçük, ancak herhangi bir yük olmadan atom altı bir parçacıktır. Bilim adamları, nötrinoların küçük bir kütleye sahip olduklarını biliyorlar, ancak tam olarak ne kadar az olduğunu tespit edemiyorlar. Sonuç, nötrinoların diğer maddelere soğuk omuz verme eğilimindedir: Çevresi ile çok sık etkileşime girmezler, bu da onları bilim adamlarının fark etmesini zorlaştırır. [Neutrino'yu Kaynağına İzlemek: Resimlerdeki Keşif]
Bununla birlikte, her yerdeler - vücudunuz her saniye yaklaşık 100 trilyon nötrino ile doludur. Ve bilim adamları, garip parçacıkların evrenin hakkındaki en büyük gizemlerden bazılarının anahtarını tutabileceğini düşünüyor; bu da Maddenin neden Büyük Patlama'dan sonra antimadde üzerinden kazandığını da içeriyor.
North Carolina'daki Duke Üniversitesi'nden bir parçacık fizikçisi Kate Scholberg "Neutrino'lar harika," diyor Space.com'a. Önyargılı, çünkü kariyerini küçük şeyleri inceleyerek geçirdi, ama bu onu yanlış yapmıyor. "Her şeyi anlamak istiyorsak onları anlamalıyız."
Yeni araştırma, bilim insanlarının tam da bunu yapmayı umdukları küçük bir adım. Keşif, Eylül ayında Güney Kutbu yakınlarındaki IceCube Neutrino Rasathanesinde başladı. Antarktika buz tabakasının derinliklerinde, bir dedektör ızgarası 3D'de tek bir nötrino yolunu izledi.
Yol, fizikçilerin nötrino yolculuğunu evren boyunca düz bir çizgide geriye doğru takip edebilecek kadar açıktı. Bir dakikadan kısa bir sürede, dünyadaki gökbilimcilerden teleskoplarını gökyüzünün o bölgesine çevirmelerini ve ilgi çekici bir şey görüp görmediklerini not etmelerini istediler. Ve kesinlikle yaptılar - tam olarak aynı mahallede gama ışınları adı verilen büyük bir yüksek enerjili ışık kaynağı olan bir blazar vardı ve bilim adamları blazar'u nötrino kaynağı olarak doğrulayabildiler.
Süreç mümkün olmuştur, çünkü ışığın fotonları gibi nötrinolar, evrendeki son derece büyük mesafeleri düz çizgilerle, rotadan çekilmeden geçebilirler. Diğer yüksek enerjili parçacıklar, şarj edildikleri için bunu yapamazlar. Maryland Üniversitesi'nden IceCube Neutrino Rasathanesi ile çalışan ve yeni araştırmaya katılan fizikçi Greg Sullivan, "Buraya karıştırıldılar" diyor Space.com. "Onları nereden geldiklerini izleyemiyoruz."
Zorluk bilim insanlarını yaklaşık bir asırdır rahatsız etti, çünkü ne tür nesnelerin ne tür yüksek yüklü parçacık yarattığını tanımlayamadıkları anlamına geliyor. Hayal kırıklığı, bilim insanlarını 2010'da galaksimizin ötesinde doğan inanılmaz yüksek enerjili parçacıkları yakalayacak kadar büyük tek nötrino dedektörü olan IceCube'u açmaya motive etti.
Sullivan, “Neutrino'lar gökyüzünü ışık gibi, ancak daha yüksek enerjilerde haritalayabilme vaadini yerine getirdi,” dedi. "Başka türlü yapamayacağınız sorular sorabilir veya cevaplamaya çalışabiliriz."
Düşük enerjili nötrinolar, Samanyolu'nun bir sonraki çekirdek çöküşü süpernovalarını tespit etmek için bir nötrino patlaması kullanmayı bekleyen Scholberg tarafından yönetilen bir ağ üzerinden astronomlar tarafından zaten kullanılıyor.
Böyle bir süpernova en son modern nötrino dedektörleri bulunmadan önce 1987'de gözlendi. Ancak bir sonraki patladığında Scholberg ve meslektaşları, ışık imzasını yakalamak için astronomları uyarmak için nötrino patlamasını kullanmak istiyorlar. Nötrinoların kendisi de bilim insanlarına etkinlik sırasında neler olduğunu anlatacaktı. "Aslında nötrinolarda bir kara delik görüyorsunuz," dedi Scholberg.
Bu, yeni blazar araştırması gibi, bilim adamlarının ışık fotonları, nötrinolar ve yerçekimi dalgaları gibi iki veya daha fazla farklı veri kategorisi kullanan multimessenger astronomi olarak adlandırdığı şeyde bir atılım olacaktır. Daha fazla veri türü, olanlar hakkında daha genel bilgi anlamına gelir.
"Büyük bir bulmaca gibi ve parçaları doldurmaya çalışıyoruz," dedi Sullivan. "Resmi hem farklı enerjilerde hem de farklı parçacıklarda görerek, olup bitenlerin fiziğini anlamaya çalışabiliriz."
Ancak Sullivan ve meslektaşları bugünkü açıklamada durmaktan memnun değiller. "Bu sadece ilk adım," diyerek, fizikçilerin IceCube'den bile daha büyük bir nötrino dedektörü inşa etmeyi umduklarını da sözlerine ekledi. "Öğrenecek ve görecek çok daha fazlası var."
