Antarktika'dan fırlatılan gizemli parçacıklar mevcut fiziği değiştirecek mi?
Antarktika'dan fırlatılan gizemli parçacıklar fiziği ihlal etti
Araştırmacılar, Güney Kutbu üzerindeki bir balondan askıya alındığında görünüşte imkansız parçacık sinyallerini alabilen Antarktika Darbeli Geçici Anten (ANITA) deneyini başlatmaya hazırlanıyorlar.
En iyi parçacık fiziği modelimiz artık evrenin sırlarını gizleyemiyor ve gizemli maddeyi boşluklardan dışarı atıyor. Şimdi, Antarktika'daki bir dizi garip olayla, bu sırların perdesi yavaş yavaş ortaya çıktı.
Fizikte Müreffeh Standart Model onlarca yıldır tasavvur ediliyor ve biz zaten fizikteki problemlerin işaretlerini göstermiştik. Laboratuvar verilerinden elde edilen sonuçlar, nötrino flaşlarının Standart Model tarafından tanımlanan üç türün dışında olduğuna işaret ediyor ve karanlık maddeyle dolu böyle bir evrende, Standart Modelde bu fenomeni açıklayacak hiçbir parçacık yok gibi görünüyor.
Ancak son zamanlardaki ikna edici kanıtlar bir gün bu belirsiz verileri birbirine bağlayabilir: 2016'dan beri ultra yüksek enerjili parçacıklar Antarktika'nın buz tabakasında üç kez patladı ve Antarktika darbeli geçici anten deneyinde dedektörleri tetikledi. (ANITA) - NASA balonundan donmuş yüzeyden uzağa asılı duran bir makine.
2018'de "Life Science" tarafından yayınlanan bir rapora göre, herhangi bir Standart Model parçacığının beklenen davranışını karşılamayan olaylara ek olarak, daha sonra Antarktika'da yeraltında gömülü "IceCube" Nötrino Gözlemevi'nde tespit edilen birkaç ek parçacık beklentileri karşılamadı. Beklenen davranış. Bu parçacıklar ultra yüksek enerjili nötrinolara benziyor, ancak ultra yüksek enerjili nötrinolar dünyadan geçemez. Bu, soğuk güney yarımküreyi sürekli olarak etkileyen, insanlar tarafından henüz keşfedilmemiş bir parçacık olduğunu gösteriyor.
Şimdi, yeni bir makalede, "Buz Küpü" nde çalışan bir fizikçi ekibi, bu parçacıkların standart modeli olan kozmik hızlandırıcının son yorumundan ciddi şekilde şüphe etmeye başladı. Bu, uzayda gizlenmiş devasa bir nötrino silahıdır ve periyodik olarak yüksek yoğunluklu nötrino mermileri dünyaya fırlatabilir. Güney yarımkürede bulunan bazı aşırı aktif nötrino silahları dünyaya o kadar çok nötrino salmış olabilir ki, insanlar güney yarım kürenin bir köşesinden fırlatılan parçacıkları zaten tespit edebiliyor. Ancak, "IceCube" araştırmacıları bunu kanıtlayacak herhangi bir kanıt bulamadılar, bu da yeni fiziğin bu gizemli parçacıkların varlığını açıklaması gerektiği anlamına geliyor.
Yukarıdaki fenomenin nedenlerini anlamak için, bu gizemli parçacıkların neden Standart Modele göre bu kadar karıştırıldığını anlamak özellikle önemlidir.
Nötrinolar insanoğlunun bildiği en zayıf parçacıklardır, tespit edilmesi zordur ve neredeyse hiç kütleleri yoktur. Nötrinolar her zaman dünyamızdan geçiyor. Çoğu güneşten gelir; çok küçük bir kısmı (eğer varsa) vücudumuzu ve ayaklarımızın altındaki tozu oluşturan protonlar, nötronlar ve elektronlarla çarpışır.
Ancak derin uzaydan gelen ultra yüksek enerjili nötrinolar, düşük enerjili nötrinolarından farklıdır. Düşük enerjili nötrinolardan çok daha nadirdirler ve daha geniş bir "enine kesite" sahiptirler, yani içlerinden geçtiklerinde diğer parçacıklarla çarpışmaları daha olasıdır. Süper yüksek enerjili bir nötrinonun onu tüm gezegende bozulmadan bırakma şansı o kadar düşük ki bunun olmasını asla beklemiyordunuz. Anita araştırmasının bu kadar şaşırtıcı olmasının nedeni budur: Sanki bu enstrüman iki kez piyangoyu kazandı ve sonra IceCube bilet almaya başladığında birkaç kez daha kazandı.
Fizikçiler kaç piyango bileti ile uğraşmaları gerektiğini bilirler. Birçok ultra yüksek enerjili kozmik nötrino, kozmik ışınların ve Big Bang'in soluk parlaması olan kozmik mikrodalga arka planının (CMB) etkileşiminden gelir. Arada bir, bu kozmik ışınlar, Dünya'daki yüksek enerjili parçacıkları harekete geçirmek için CMB ile doğru şekilde etkileşime girecek. Bu sözde "akı" dır ve gökyüzünde de aynıdır. Hem ANITA hem de IceCube, kozmik nötrino akısının ilgili sensörlerinde neye benzediğini ölçtüler. Sadece herhangi bir dedektörde algılamayı bekleyebileceğiniz kadar yüksek enerjili nötrinolar üretmedi. Dünyadan bir nötrino uçtu.
IceCube üzerinde çalışan Cenevre Üniversitesi'nden fizikçi Anastasia Barbano, "Bu kez ANITA dağınık nötrino maddenin bileşimini izlerse, ANITA başka açılardan da ne olduğunu ölçebilir." Dedi.
Ancak teoride, gökyüzünün ötesinde ultra yüksek enerjili parçacıkların akışı olabilir, diyor Barbano "Life Science": bu bir mikro silah veya kozmik bir hızlandırıcıdır.
"Eğer bu sefer ultra yüksek enerjili kozmik ışınlar ile CMB arasındaki etkileşimin ürettiği nötrinolar değilse, o zaman gözlemlenen nötrinolar belirli bir süre içinde kozmik bir hızlandırıcı tarafından veya dünyadaki bazı bilinmeyen kaynaklar tarafından üretilmemiştir."
Ayrıca patlayıcılar, aktif galaktik çekirdekler, gama ışını patlamaları, yıldız patlaması galaksileri, galaksi birleşmeleri, manyetizasyon ve yüksek hızda dönen nötron yıldızlarının bu tür hızlandırıcıların mükemmel bileşenleri olduğunu söyledi.
Bildiğimiz gibi, kozmik nötrino hızlandırıcısı uzayda var. 2018'de IceCube, yüksek enerjili nötrinoları bir blazara (uzak bir galaksinin merkezindeki aktif bir kara delikten güçlü bir parçacık fışkırtması) kadar takip etti.
Barbano şunları ekledi: "ANITA yalnızca aşırı yüksek enerjili nötrinoları algılayabilir. Yukarı doğru uçan parçacıklar, Standart Modeldeki kozmik hızlandırıcı (muhtemelen tau nötrinoları) tarafından geliştirilmiş nötrinolarsa, ışının nispeten yüksek enerjili bir sıraya sahip olması gerekir. IceCube'un düşük enerjili parçacıkları algılamasını etkileyebilecek düşük enerjili parçacıklar.
Barbano, "IceCube'un yedi yıllık veri merkezinden ANITA (Antarktika Darbeli Geçici Anten) tarafından tespit edilen açı ve uzunlukla eşleşen olaylar arıyoruz" dedi. Bu yukarı doğru parçacıkları dünyaya fırlatan önemli sayıda kozmik nötrino silahı varsa, bu olaylar bulmayı beklediğiniz şeylerdir. Ancak böyle bir olay yaşanmadı.
Elde ettikleri sonuçlar, evrendeki hızlandırıcı kaynakların varlığını tamamen dışlamadı. Ancak olasılıkları "büyük ölçüde sınırladılar" ve kozmik hızlandırıcıları ve daha az güvenilir olanları içeren en güvenilir varsayımları ortadan kaldırdılar.
Barbano, "Halka iletmek istediğimiz mesaj, onu nasıl incelerseniz incelesin, standart bir astrofizik açıklamasının işe yaramayacağıdır," dedi.
Araştırmacılar bir sonraki adımın ne olduğunu bilmiyor. Barbano, ne ANITA ne de IceCube'ün sonraki keşifler için ideal dedektörler olmadığını söyledi, bu da araştırmacılara bu gizemli parçacıklar için vizyonlarını oluşturmak için neredeyse hiç veri bırakmıyor. Küçük bir bulmaca parçasıyla büyük bir bulmacanın ne olduğunu anlamaya çalışmak gibi biraz.
Şimdi, standart modelin dışındaki dördüncü tip "hareketsiz" nötrino ve bazı varsayılan karanlık madde türleri de dahil olmak üzere birçok olasılık sınırlı verilere uyuyor gibi görünüyor. Bu açıklamalardan herhangi biri dönüştürücü olacaktır, ancak henüz hiçbiri güçlü bir şekilde desteklenmemektedir.
Barbano, "Yeni nesil nötrino dedektörlerini beklememiz gerekiyor." Dedi.
ilgili bilgi
Nötrino detektörü, nötrinoları gözlemlemek için deneysel bir cihazdır. Nötrinolar yalnızca zayıf etkileşimlere katıldığından, genel detektörün yeterli sayıda nötrino sinyali alacak kadar büyük olması gerekir. Nötrino dedektörleri genellikle kozmik ışınları ve diğer arka plan radyasyonunu korumak için yeraltının derinliklerine inşa edilmeyi seçer. Nötrino astronomisi henüz olgunlaşmamış.Sadece güneş ve süpernova SN 1987A'nın dünya dışındaki sinyal kaynakları olduğu doğrulandı. Bununla birlikte, gelecekte Neutrino Gözlemevi "astronomlara evren hakkında yeni bir bakış açısı sağlayacak".
Referans
1. Wikipedia Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. uzay-Rafi Letzter-Tutku meyvesini seviyorum., Değer, Michael, Guan Tianran
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden basım için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
