Неутрино: призрачните пратеници, които разкриват тайните на Млечния път

Астрономически детектор, заровен в антарктическия лед, предостави изглед към нашата Галактика, невиждан досега.

Размазаното, необикновено изображение е на Млечния път, но на него се виждат "призрачните" частици, които се излъчват от реакциите, които задвижват звездите.

Частиците са неутрино, които са изключително трудни за откриване на Земята.

Milky Way: Icy observatory reveals 'ghost particles' https://t.co/T5hQiNyOhW

— BBC Science News (@BBCScienceNews) June 29, 2023

За да ги намерят, учените превърнали огромен блок от антарктически лед в детектор.

„Това е първият път, в който виждаме нашата Галактика да използва частици, а не фотони (от светлина)“, каза проф. Субир Саркар от Оксфордския университет пред BBC News. „Това ни показва високо енергийните процеси, които оформят нашата Галактика“.

Частиците неутрино могат да се възприемат като астрономически пратеници, които ни посочват тези фундаментални процеси. Те се създават, когато частици, наречени космически лъчи - които се движат с близка до скоростта на светлинната бързина - се разбиват в друга материя.

Улавянето на такъв сблъсък означава, че сме успели да уловим неутрино. А това съвсем не е лесно.

„Неутриното е сякаш призрачна частица, защото няма почти никаква маса“, обясни проф. Саркар. „Те се движат със скорост близка до тази на светлината и могат да преминат през Галактиката без да взаимодействат с нищо. Ето защо, за да ги видим, имахме нужда от масивен детектор.“

Детекторът, проектиран от учени и инженери, се нарича IceCube. Хиляди сензори са вградени в дълги кабели замразени в 1 км кубичен блок лед. Целият масив е заровен близо до Южния полюс.

The disk of our galaxy was long thought to produce these ghostly high-energy particles, but they haven't been detected until now https://t.co/M56R2yD9Bb

— Scientific American (@sciam) June 29, 2023

Всеки път, когато неутрино взаимодейства с една от милиардите ледени молекули, детекторът улавя именно това явление.

„Когато знаем кой сензор се е задействал и по кое време, можем да реконструираме посоката, от която идва неутриното.“

Учените казват, че откритието, публикувано в списание Science, е изцяло нов поглед към Галактиката ни.

Картографиране на Млечния път

Наскоро измина един век, откакто астрономът Едуин Хъбъл откри, че Млечният път е само една от милионите галактики - че сме част от една огромна Вселена.

Професор Наоко Курахаши Нилсън, физик от университета Дрексел във Филаделфия и друг член на екипа на IceCube казаха, че хората са изучавали явлението от хилядолетия. „Виждали сме го като част от дължината на вълната на светлината, като радиовълни и гама лъчи, но откакто свят светува винаги неутриното е било в електромагнитно излъчване. Във всички дължини на вълната на светлината или фотоните.“

In a world-first, scientists say they produced an image of the Milky Way not based on electromagnetic radiation — light — but on ghostly subatomic particles called neutrinos. https://t.co/N7Xql73J5q

— ABC News (@abcnews) June 30, 2023

„Това е първата „карта“ на нашата Галактика в нещо различно от светлина и то във високоенергийни неутрино“, каза тя пред BBC News. „Това би означавало, че ще можем да започнем да разбираме по-добре физическите процеси протичащи в Млечния път.“

Проф. Курахаши Нийлсън добави, че екипът ще прекара следващите между 5 и 10 години в опити да отговори на въпроси, които „най-накрая можем да зададем“.