Датчики IceCube зафіксували сигнали, що нагадують невловимі тау-нейтрино, викинуті до Землі внаслідок потужних астрофізичних подій.
Колаборація IceCube заявила про перше виявлення невловимих тау-нейтрино. У даних обсерваторії, розташованої під льодом в Антарктиді, знаходили сигнали, що відповідають 7 кандидатам у тау-нейтрино.
Щоб виявити нейтрино, що проходять через Землю, IceCube використовує ланцюжки золотих глобусів — цифрових оптичних модулів. Обсерваторія складається з понад 5 тис. таких датчиків, похованих глибоко під антарктичним льодом і які чекають, поки невидимі, «примарні» нейтрино вступлять у взаємодію з молекулами льоду та створять заряджені частинки. Ці частинки випромінюють синє світло під час руху крізь лід — детектори реєструють це світло.
Нейтрино високих енергій, створені далекими космічними подіями, бувають трьох видів: електронні, мюонні та тау-нейтрино. При цьому астрофізичні тау-нейтрино дуже складно визначити. Але коли такі частинки взаємодіють з молекулами льоду, вони створюють характерне світлове випромінювання, включаючи подвійну каскадну подію, яка виробляє два піки світла.
Подвійний сигнал тау-нейтрино, який фіксують прилади обсерваторії. Ілюстрація: Jack Pairin/IceCube Collaboration
Дослідники навчили нейтронну мережу аналізувати дані про спалахи світла та шукати події, що відповідають тау-нейтрино. Аналіз даних, зібраних у період з 2011 до 2020 року, за допомогою цієї нейронної мережі показав сім подій-кандидатів, які відповідають тау-нейтрино.
Нейтрино — це частинки, що не мають заряду і майже не мають маси, які проносяться через космос зі швидкостями, що наближаються до швидкості світла. Як не дивно, через ці параметри частки практично ні з чим не взаємодіють. Фактично кожну секунду через тіло людини проходить близько 100 трлн частинок, але взаємодіяти з тілом людини буде в середньому лише одна частка приблизно раз на 100 років.
Цікаві факти про нейтрино
Майже безмасові мандрівники: Нейтрино – це субатомні частинки, які неймовірно легкі, настільки, що довгий час вважалися безмасивними. Вони мають крихітну масу, яка досі точно не виміряна, але відомо, що вона набагато менша за масу електрона.
Численні, але невловимі: Щосекунди через ваше тіло проходять трильйони нейтрино, що надходять від Сонця, наднових зірок та інших космічних джерел. Незважаючи на їхню велику кількість, вони рідко взаємодіють з матерією, що робить їх дуже складними для виявлення.
Привиди Всесвіту: Через свою слабку взаємодію з матерією нейтрино часто називають “частинками-привидами”. Вони можуть подорожувати крізь світлові роки свинцю, не зупиняючись, що робить їх унікальними посланцями далеких космічних подій.
Таємниці, що змінюють смак: Нейтрино існують у трьох типах, або “смаках” (електронні, мюонні і тау-нейтрино), і вони можуть коливатися, змінюючи один смак на інший під час подорожі крізь космос. Це явище, яке вказує на те, що нейтрино мають масу, стало революційним відкриттям, яке кинуло виклик існуючим фізичним моделям.
Розкрито внутрішню будову Сонця: Нейтрино, що утворюються в ядрі Сонця, дають пряме уявлення про сонячні процеси та ядерний синтез. Виявлення сонячних нейтрино дозволило вченим підтвердити теорії про те, як Сонце виробляє енергію, пропонуючи зазирнути в серце нашої найближчої зірки.