Aavemaiset hiukkaset saattavat rikkoa ymmärryksemme maailmankaikkeudesta

Neutriinot ovat harvoin vuorovaikutuksessa normaalin aineen kanssa. Kuva: Shutterstock / betibup33

Joel Kontinen

Usean salaperäisen neutriinon havaitsemiseen tähtäävien kokeiden analyysi on löytänyt vihjeen säröstä hiukkasfysiikan standardimallissa.

Huonosti tunnetut aavemaiset hiukkaset, joita kutsutaan neutriinoiksi, ovat saattaneet paljastaa halkeaman ymmärryksessämme kaikista maailmankaikkeuden hiukkasista ja voimista.

Hiukkasfysiikan standardimalli, joka luetteloi kaikki hiukkaset ja voimat, joita tiedämme olevan olemassa, on yksi modernin fysiikan suurimmista menestystarinoista, mutta fyysikot ovat myös käyttäneet vuosikymmeniä yrittäessään murtaa sitä. Tämä johtuu siitä, että siinä on paljon puutteita – erityisesti se, ettei se yhdistä painovoimaa mihinkään kolmesta muusta perusvoimasta – jotta tutkijat epäilevät, että heidän on laadittava toinen, parempi malli.

Lähde: 

Karmela Padavic-Callaghan 2026 Ghostly particles might just break our understanding of the universe | New Scientist 5.1.

Neutriinot palaavat maailmankaikkeuteen

 

Kuva; Martin Wolf, IceCube/NSF. 

Joel Kontinen

 

Etelämantereella sijaitseva IceCube Neutrino Observatory on löytänyt toisen lähteen korkean energian neutriinoille ulkoavaruudesta.

 Näitä hiukkasia on tunnetusti vaikea havaita ja vielä vaikeampi jäljittää niiden lähteisiin, mutta ne täyttävät koko maailmankaikkeuden.

 Tämä havainto auttaa ymmärtämään paremmin, missä ne muodostuvat. IceCube-tutkijat, joita johti Francis Halzen Wisconsin-Madisonin yliopistosta, löysivät ensimmäisen lopullisen lähteensä yhdelle korkeaenergiselle kosmiselle neutriinolle vuonna 2017: TXS 0506+056 -niminen blazar räjäytti valtavan energiasuihkun kohti Maata. Tämä havainto tehtiin monien muiden kaukoputkien avulla, mutta käyttämällä päivitettyä menetelmää lähes vuosikymmenen mittaisen tiedon analysointiin, tiimi pystyi löytämään toisen neutrinolähteensä, nimeltään NGC 1068, ilman ulkopuolista apua. Tutkijat jäljittivät 79 korkeaenergistä neutriinoa tähän suhteellisen läheiseen galaksiin. "Kun julkaisimme ensimmäisen kerran nämä 10 vuoden tiedot, NCG 1068 oli olemassa, mutta emme olleet varmoja, oliko se taustavaihtelu vai oliko se todellinen lähde", Halzen sanoo. "Nyt tiedämme, että nämä eivät ole vaihteluita."

Kosmiset neutriinot syntyvät, kun protoni törmää toiseen hiukkaseen, jolloin syntyy perushiukkasten suihku, joista osa myöhemmin hajoaa ja vapauttaa neutriinoja. NGC 1068 vaikuttaa lähes täydelliseltä ympäristöltä tälle tapahtumalle. Se on aktiivinen galaksi, mikä tarkoittaa, että sen keskeinen supermassiivinen musta aukko ahmii materiaalia ja luo samalla voimakasta säteilyä. Mutta sen keskusta on verhottu tiheään kaasu- ja pölysolmuun, joka peittää mustan aukon samalla kun antaa säteilylle jotakin, johon törmätä neutriinojen tuottamiseksi.

Tämän kaltaisia ​​aktiivisia galakseja on paljon enemmän kuin TXS 0506+056:n kaltaisia ​​blasaareja, joten tämä löytö saattaa auttaa selittämään, miksi universumissa on niin paljon kosmisia neutriinoja. "Universumista näkemämme diffuusi [neutriinojen virtaus] on noin 100 kertaa suurempi kuin mitä saamme tästä yhdestä lähteestä, joten yllätyksille on vielä tilaa, mutta se olisi tämänkaltaista  objektista", Halzen sanoo. Tutkijat työskentelevät nyt analyyttisten menetelmiensä jalostamiseksi ja ilmaisimen päivittämiseksi, jotta voidaan jäljittää enemmän neutriinoja ja ymmärtää paremmin niiden valmistumista.

Evolutionisteilla on vielä paljon opittavaa universumista.

Lähde:

Crane Leah. 2022. , Neutrinos have been spotted coming from a strange, shrouded galaxy. New Scientist. 3.11.