Grafika przedstawia jedno z najintensywniejszych przejść kosmicznych neutrin przez laboratorium IceCube na Biegunie Południowym. Credits: IceCube CollaborationDetektor IceCube znajdujący się na Antarktydzie wykrył neutrina, które pochodzą spoza Układu Słonecznego.
Neutrina są cząstkami elementarnymi o znikomej masie i zerowym ładunku elektrycznym. Bardzo słabo oddziałują z materią, dlatego niezwykle trudno jest je wykryć. Powstają w gwałtownych procesach zachodzących w trakcie fuzji termojądrowej w gwiazdach, przy przechodzeniu cząstek promieniowania kosmicznego przez atmosferę, w ziemskich reaktorach jądrowych, a także przy powstawaniu supernowych. Ich emisja wiąże się także, teoretycznie, z występowaniem czarnych dziur. Najbliższym Ziemi źródłem neutrin jest Słońce i z tego też względu trudność wykrycia „tych właściwych”, spoza Układu Słonecznego, wzrasta. Należy oddzielić wyniki świadczące o słonecznym pochodzeniu.
Na początku, w roku 2013, IceCube wykrył tylko dwa neutrina o energii wystarczającej by określić ich pochodzenie jako „pozasłoneczne”. Należało prowadzić eksperyment nadal, by wykryć więcej tych cząstek i uzyskać potwierdzenie wcześniejszych przypuszczeń. Dlatego detektor uruchomiono ponownie i… odebrano 35 tysięcy sygnałów, z czego 21 (dwadzieścia jeden jednostek) pochodziło spoza Układu Słonecznego, a prawdopodobnie także spoza Drogi Mlecznej (naszej galaktyki).
IceCube jest złożonym detektorem optycznym, składającym się z tysięcy sensorów zatopionych w lodzie. Wykrywają one promieniowanie Czerenkowa. Jest to pośredni pomiar liczby neutrin. Kiedy neutrino oddziałuje z materią, wytwarzana jest ciężka, nietrwała cząstka mion, która w lodzie ma prędkość większą niż światło (ale nie większą niż prędkość światła w próżni). Przy przechodzeniu przez lód wytwarzane jest promieniowanie Czerenkowa.
Promieniowanie Czerenkowa ma ścisły związek z osiągnięciem prędkości mionów większej niż prędkość fotonów w lodzie. Mechanizm promieniowania przypomina przekraczanie prędkości dźwięku w ośrodku materialnym, choć jest związany z elektromagnetyzmem.
Wykrywanie neutrin z dalekich rubieży kosmosu jest jeszcze młodą dziedziną obserwacji astronomicznych ale może prowadzić do głębszego zrozumienia skomplikowanych procesów zachodzących we Wszechświecie. Takie procesy to na przykład: powstawanie gwiazd, wybuchy supernowych i zjawiska towarzyszące czarnym dziurom. Jak na razie nie odnaleziono pojedynczego źródła neutrin (w IceCube), jednakże aktualne sukcesy dobrze rokują tej dziedzinie badań.
(University of Wisconsin-Madison)
Źródło: Kosmonauta.net
Przeczytaj więcej: 
