IceCubeは太陽系外からのニュートリノを検出します

科学者は初めて、太陽系の外部から信頼できるニュートリノの痕跡を受け取りました。 もちろん、誰も彼らの存在を疑いませんでしたが、今では彼らを初めて登録し、ソースが深宇宙にあることを証明することができました。 南極のニュートリノ検出器IceCubeがこれを助けました。







IceCubeは28個の異常に高いエネルギーのニュートリノを検出しました。 「これは大きな成果です。 ニュートリノ天文学の始まりを告げることができます。



太陽系外からのニュートリノはより高いエネルギーを持っています。 それらは、ガンマ線バースト、ブラックホールの形成、宇宙の遠く離れた銀河核など、さまざまな宇宙現象の結果として形成されました。 これらのニュートリノの研究により、光学および電波望遠鏡の解像度の限界を超えて見ることができます。



これまで、科学者たちは、地球大気の上層で生まれた低エネルギーニュートリノと、近くの超新星1987Aからの粒子のみを研究してきました。 しかし、28の新しいニュートリノには、30〜1200 TeVのエネルギーがあります。 比較のために、2015年に大型ハドロン衝突型加速器をそのパワーの増加と共にアップグレードした後、「わずか」14テラ電子ボルトのエネルギーで粒子を衝突させることができます。





1.2 PeVの記録的エネルギーを持つニュートリノが2012年1月3日に登録され、物理学者からアーニーという名前を受け取りました



これらのニュートリノは明らかに遠くから来たものであり、28個のニュートリノは時間または空間にクラスターを持たないため、科学者はまだ正確にどこにいるかを言うことができません。 「20年後、私たちは振り返って言うと確信しています。はい、これはニュートリノ天文学の始まりでした」とジョン・ラーニングはサイエンス誌の解説で述べています。



ニュートリノ観測所IceCube(「アイスキューブ」)は2010年12月にフル稼働しましたが、以前は限定モードでの作業を開始していました。 この設計は、深度1450〜2450メートルで氷にきちんと凍結された5160個の光学検出器で構成されています(氷の中のトンネルはお湯で敷かれました)。 検出器は、86キロメートルの60個の糸で組み立てられています。 設計は図に概略的に示されています。







氷の巨大なブロックが検出器として使用され、そこに凍結したセンサーで四方を囲まれていることがわかります。 これが、個々の光学センサーの外観です。 センサーは、地下から移動する高エネルギーミューオンのチェレンコフ放射を検出します。 そのようなミューオンは、地球を通過するミューニュートリノと氷の電子や核子との相互作用によってのみ生まれます。 数千キロメートルの地球物質がフィルターとして機能し、「過剰な」粒子を遮断します。 つまり、南極のIceCubeは、空の北半球から来るニュートリノを検出します。







アイスキューブ(正確には、正六角柱)は、世界最大のニュートリノ検出器です。 おそらく、彼は宇宙に複数の次元が存在する最初の証拠を得るのを手伝い、 弦理論を確認し、それに基づいて統一理論が定式化され、これが現代物理学の杯です。



ひも理論は、(観測者にとって)光の障壁を超える速度で(他の次元から私たちにやってくる滅菌ニュートリノの存在を予測します) 実際、IceCubeが探しているのは、とりわけこれらの滅菌ニュートリノです。



IceCubeプロジェクトは2002年に開始され、検出器の設置作業は2005年に開始されました。 2010年12月までに作業が完了し、2011年にシステムがフル稼働しました。そして、2年半後、ついに最初の有望な結果が得られました。 データの収集を継続する必要があり、数年後にはこれらのニュートリノの発生源を特定することが可能になります。新しいニュートリノが検出されると、長時間の露出の写真のように画像が徐々に現れます。



最初の高エネルギーニュートリノを説明する科学論文が、2013年11月22日にScience誌に掲載されました。



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