Призраки из Млечного пути
Нейтрино — одни из самых загадочных и удивительных частиц во Вселенной. Они постоянно пролетают сквозь нас и всю материю вокруг нас, не оставляя почти никаких следов своего существования. Они так слабо взаимодействуют с другими частицами, что их называют «призраками». Но именно благодаря этому свойству они могут нести уникальную информацию о самых далеких и экстремальных явлениях в космосе.
С помощью гигантского детектора, спрятанного в глубинах антарктического льда у Южного полюса, ученым удалось впервые зафиксировать нейтрино, исходящие из недр нашей родной галактики — Млечного пути. Это открытие открывает новые возможности для изучения скрытых и таинственных процессов во Вселенной с помощью частиц, а не только света.
Детектор частиц, который сделал это открытие возможным, называется IceCube (Ледяной куб). Он представляет собой кубический километр льда над поверхностью Антарктиды, в котором размещены тысячи датчиков — цифровых оптических модулей (DOM). Каждый модуль содержит фотоумножительную трубку (ФЭУ) и компьютер для обработки данных.

Лаборатория Ice Cube под сиянием Млечного пути.
IceCube работает как огромный телескоп для нейтрино — частиц, которые могут проникать через любые препятствия на своем пути и достигать Земли из самых отдаленных уголков космоса. Нейтрино постоянно бомбардируют нашу планету из разных источников: Солнца, атмосферы, других звезд и галактик. Но лишь изредка одно из них сталкивается с атомом в льду и вызывает вспышку света, которую регистрируют датчики IceCube. Эта вспышка называется черенковским излучением и позволяет определить направление, энергию и тип нейтрино.
IceCube начали строить в 2005 году и он был завершен в 2010 году. С тех пор он постоянно собирает данные о нейтрино, приходящих к нам из разных частей Вселенной. Однако большинство из них имеют низкую энергию и не представляют особого интереса для астрофизиков. Гораздо более ценными являются высокоэнергетические нейтрино, которые могут свидетельствовать о самых мощных и необычных явлениях в космосе, таких как черные дыры, сверхновые звезды, квазары и гамма-всплески.
В 2013 году IceCube объявил об обнаружении 28 высокоэнергетических нейтрино, которые, скорее всего, имели астрофизическое происхождение, то есть были созданы за пределами нашей солнечной системы. Это было первое доказательство существования так называемых астронейтрино — частиц, которые могут рассказать нам, что происходит в далеких уголках Вселенной.
Однако ученым было неизвестно, откуда именно пришли эти астронейтрино. Они могли быть созданы как в нашей галактике — Млечном пути, так и за его пределами. Для того чтобы разобраться в этом вопросе, команда IceCube использовала методы машинного обучения для анализа десятилетних данных, отбирая нейтрино, которые имели направление, соответствующее внутренним областям Млечного пути.
В результате они обнаружили около 40 нейтрино, которые с высокой вероятностью исходили из нашей галактики. Это было первое подтверждение того, что Млечный путь является источником высокоэнергетических нейтрино. Это открытие было опубликовано в журнале «Science».
Одним из наиболее захватывающих аспектов этого открытия является возможность узнать больше о происхождении космических лучей. Космические лучи — субатомные частицы, которые движутся по Вселенной со скоростью почти света. И хотя их изучают уже более столетия, многое о них остается загадкой.
С помощью гигантского детектора, спрятанного в глубинах антарктического льда у Южного полюса, ученым удалось впервые зафиксировать нейтрино, исходящие из недр нашей родной галактики — Млечного пути. Это открытие открывает новые возможности для изучения скрытых и таинственных процессов во Вселенной с помощью частиц, а не только света.
Ловушка для призраков
Детектор частиц, который сделал это открытие возможным, называется IceCube (Ледяной куб). Он представляет собой кубический километр льда над поверхностью Антарктиды, в котором размещены тысячи датчиков — цифровых оптических модулей (DOM). Каждый модуль содержит фотоумножительную трубку (ФЭУ) и компьютер для обработки данных.

Лаборатория Ice Cube под сиянием Млечного пути.
IceCube работает как огромный телескоп для нейтрино — частиц, которые могут проникать через любые препятствия на своем пути и достигать Земли из самых отдаленных уголков космоса. Нейтрино постоянно бомбардируют нашу планету из разных источников: Солнца, атмосферы, других звезд и галактик. Но лишь изредка одно из них сталкивается с атомом в льду и вызывает вспышку света, которую регистрируют датчики IceCube. Эта вспышка называется черенковским излучением и позволяет определить направление, энергию и тип нейтрино.
IceCube начали строить в 2005 году и он был завершен в 2010 году. С тех пор он постоянно собирает данные о нейтрино, приходящих к нам из разных частей Вселенной. Однако большинство из них имеют низкую энергию и не представляют особого интереса для астрофизиков. Гораздо более ценными являются высокоэнергетические нейтрино, которые могут свидетельствовать о самых мощных и необычных явлениях в космосе, таких как черные дыры, сверхновые звезды, квазары и гамма-всплески.
Путешественники из Млечного пути
В 2013 году IceCube объявил об обнаружении 28 высокоэнергетических нейтрино, которые, скорее всего, имели астрофизическое происхождение, то есть были созданы за пределами нашей солнечной системы. Это было первое доказательство существования так называемых астронейтрино — частиц, которые могут рассказать нам, что происходит в далеких уголках Вселенной.
Однако ученым было неизвестно, откуда именно пришли эти астронейтрино. Они могли быть созданы как в нашей галактике — Млечном пути, так и за его пределами. Для того чтобы разобраться в этом вопросе, команда IceCube использовала методы машинного обучения для анализа десятилетних данных, отбирая нейтрино, которые имели направление, соответствующее внутренним областям Млечного пути.
В результате они обнаружили около 40 нейтрино, которые с высокой вероятностью исходили из нашей галактики. Это было первое подтверждение того, что Млечный путь является источником высокоэнергетических нейтрино. Это открытие было опубликовано в журнале «Science».
Одним из наиболее захватывающих аспектов этого открытия является возможность узнать больше о происхождении космических лучей. Космические лучи — субатомные частицы, которые движутся по Вселенной со скоростью почти света. И хотя их изучают уже более столетия, многое о них остается загадкой.
- Евгения Бусина
- IceCube / NSF
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Еще одна тайна Туринской плащаницы: лазер «проявил» то, что скрывалось веками
Почему сейчас ученые уверены: в момент воскрешения Христа изображения на ткани еще не было?...
Энергетическая революция отменяется? Ученые рассказали, как водород убивает современные турбины
Топливо будущего оказалось с таким опасным подвохом, что в пору от него отказаться...
Удивительная суперспособность помогла человечеству пережить последний ледниковый период
Ученые говорят: древние люди даже не дрожали от холода. Но как это у них получалось?...
Был ли император Петр татарином по матери: что говорят документы и ученые?
Эта история имела продолжение: впоследствии родственники царя оказались еще… и «германцами»...
Сокровища, 400 лет пролежавшие на дне, наконец-то, найдены: зря английский король сжег тогда 19 ведьм
Прорыв в поисках произошел, когда применили самые современные технологии...
На первом месте из 500: названы самые опасные в плане радиации профессии
С виду безобидные и престижные специальности оказались опаснее работы рядом с реактором или рентгеновским аппаратом...
Самый популярный авиалайнер оказался «дырявым»: Boeing-737 взломали за одну минуту «монеткой»
Оказалось, что некоторые устройства в самолете не менялись… еще с прошлого века...
Жизнь на Венере или хитрая афера: кому в 2020 году понадобилось запускать ракету на соседнюю планету?
Самое поразительное в этой истории то, что главный вопрос в ней так и остался открытым...
Об этой проблеме не говорят вслух на орбите, но теперь ученые смогут помочь космонавтам
Эксперты говорят: если не исправить сложившуюся ситуации, то о полетах на Марс и дальше можно забыть...
Небо зеленого цвета: почему ученые считали народы Севера «цветовыми инвалидами»?
И как так вышло, что сейчас у северян с цветовосприимчивостью все замечательно?...
Жизнь без «экранов»: зачем топ-менеджеры Кремниевой долины жестко урезали своим детям доступ к гаджетам?
Двуличие этих людей поражает: для себя одни правила, для миллиардов простых смертных — другие...
Химчистка — опасная зона: ученые рассказали, почему не стоит жить по соседству с такими заведениями
На скрытые точки отравления никто не обращает внимания, но они порой опаснее заводов и фабрик...