Οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει ένα πολύ ενεργό, απίστευτα μικροσκοπικό σωματίδιο "φάντασμα" που ονομάζεται νετρίνο που πετάει μέσα από τον πάγο της Ανταρκτικής και έχουν εντοπίσει τις ρίζες του πίσω σε ένα συγκεκριμένο σακάκι, ανακοίνωσαν σήμερα, 12 Ιουλίου.
Οι φυσικοί είναι πολύ ενθουσιασμένοι για το έργο ντετέκτιβ που τους έχει πει για τη γενέτειρα του νετρίνου. Αλλά τι είναι το νετρίνο ούτως ή άλλως και γιατί έχει σημασία από πού προήλθε το πράγμα;
Ένα νετρίνο είναι ένα υποατομικό σωματίδιο εξίσου μικροσκοπικό με ένα ηλεκτρόνιο, αλλά χωρίς καμία επιβάρυνση. Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι τα νετρίνα έχουν μια μικρή μάζα, αλλά δεν μπορούν να προσδιορίσουν ακριβώς πόσο λίγο. Το αποτέλεσμα είναι ότι τα νετρίνα τείνουν να δώσουν σε άλλη ύλη τον κρύο ώμο: Δεν αλληλεπιδρούν πολύ συχνά με το περιβάλλον τους, γεγονός που τους καθιστά δύσκολο να εντοπίσουν οι επιστήμονες. [Εντοπίζοντας ένα νετρίνο στην πηγή του: Η ανακάλυψη σε εικόνες]
Παρ 'όλα αυτά, είναι παντού - το σώμα σας πλημμυρίζει περίπου 100 τρισεκατομμύρια νετρίνα κάθε δευτερόλεπτο. Και οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα παράξενα σωματίδια μπορεί να κρατούν το κλειδί για μερικά από τα μεγαλύτερα μυστήρια για το σύμπαν, συμπεριλαμβανομένου του γιατί η ύλη κέρδισε το αντιύλη νωρίς μετά το Big Bang.
«Οι νετρίνοι είναι φοβεροί», δήλωσε η Kate Scholberg, φυσικός σωματιδίων στο Πανεπιστήμιο Duke στη Βόρεια Καρολίνα. Είναι προκατειλημμένη, αφού πέρασε την καριέρα της μελετώντας τα μικροσκοπικά πράγματα, αλλά αυτό δεν την κάνει λάθος. "Πρέπει να τα κατανοήσουμε αν θέλουμε να τα καταλάβουμε όλα."
Η νέα έρευνα είναι ένα μικρό βήμα για τους επιστήμονες που ελπίζουν να κάνουν ακριβώς αυτό. Η ανακάλυψη ξεκίνησε στο Παρατηρητήριο IceCube Neutrino κοντά στο Νότιο Πόλο τον Σεπτέμβριο. Βαθιά μέσα στο φύλλο πάγου της Ανταρκτικής, ένα πλέγμα ανιχνευτών εντόπισε τη διαδρομή ενός μόνο νετρίνου σε 3D.
Το μονοπάτι ήταν αρκετά σαφές ώστε οι φυσικοί να μπορούσαν να ακολουθήσουν το ταξίδι του νετρίνου προς τα πίσω σε μια ευθεία γραμμή στο σύμπαν. Σε λιγότερο από ένα λεπτό, ζήτησαν από τους αστρονόμους σε όλο τον κόσμο να στρέψουν τα τηλεσκόπια τους σε αυτήν την περιοχή του ουρανού και να σημειώσουν εάν είδαν κάτι ενδιαφέρον. Και σίγουρα το έκαναν - υπήρχε ένα σακάκι, μια τεράστια πηγή φωτός υψηλής ενέργειας που ονομάζεται ακτίνες γάμμα, στην ίδια ακριβώς γειτονιά, και οι επιστήμονες μπόρεσαν να επιβεβαιώσουν το σακάκι ως πηγή του νετρίνου.
Η διαδικασία ήταν δυνατή επειδή τα νετρίνα, όπως τα φωτόνια του φωτός, μπορούν να διασχίσουν εξαιρετικά μεγάλες αποστάσεις στο σύμπαν σε ευθείες γραμμές, χωρίς να τραβηχτούν. Άλλοι τύποι σωματιδίων υψηλής ενέργειας δεν μπορούν να το κάνουν επειδή φορτίζονται. "Έρχονται ομαδοποιημένοι εδώ", δήλωσε ο Greg Sullivan, φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Μέριλαντ, ο οποίος συνεργάζεται με το Παρατηρητήριο IceCube Neutrino και που συμμετείχε στη νέα έρευνα. "Δεν μπορούμε να τους εντοπίσουμε πίσω από που προέρχονται."
Η πρόκληση έχει ενοχλήσει τους επιστήμονες για περίπου έναν αιώνα, δεδομένου ότι σημαίνει ότι δεν μπορούν να προσδιορίσουν τι είδους αντικείμενα δημιουργούν τι είδους πολύ φορτισμένο σωματίδιο. Η απογοήτευση ώθησε τους επιστήμονες να ανοίξουν το IceCube, τον μοναδικό ανιχνευτή νετρίνων αρκετά μεγάλο για να συλλάβει τα απίστευτα υψηλής ενέργειας σωματίδια που γεννήθηκαν πέρα από τον γαλαξία μας, το 2010.
"Ο Νετρίνος κράτησε την υπόσχεση για αρκετό καιρό να είναι σε θέση να χαρτογραφήσει τον ουρανό όπως θα κάνατε με φως αλλά σε υψηλότερες ενέργειες", είπε ο Sullivan. "Μπορούμε να κάνουμε ερωτήσεις ή να προσπαθήσουμε να απαντήσουμε σε ερωτήσεις που δεν θα μπορούσατε διαφορετικά."
Τα νετρίνα χαμηλότερης ενέργειας ήδη αξιοποιούνται από τους αστρονόμους μέσω ενός δικτύου που διαχειρίζεται ο Scholberg που περιμένει να χρησιμοποιήσει μια έκρηξη νετρίνων για να εντοπίσει την επόμενη υπερκαινοφανή κατάρρευση στον Γαλαξία.
Ένα τέτοιο σουπερνόβα παρατηρήθηκε για τελευταία φορά το 1987, πριν υπάρξουν σύγχρονοι ανιχνευτές νετρίνων. Αλλά όταν το επόμενο εκραγεί, η Scholberg και οι συνάδελφοί της θέλουν να χρησιμοποιήσουν την έκρηξη νετρίνου για να ειδοποιήσουν τους αστρονόμους εγκαίρως για να πιάσουν την ελαφριά υπογραφή. Τα ίδια τα νετρίνα θα έλεγαν επίσης στους επιστήμονες για το τι συνέβαινε κατά τη διάρκεια της εκδήλωσης. "Θα μπορούσατε να δείτε μια μαύρη τρύπα να γεννιέται στα νετρίνα", είπε ο Scholberg.
Αυτό, όπως και η νέα έρευνα, θα ήταν μια σημαντική ανακάλυψη σε αυτό που οι επιστήμονες αποκαλούν αστρονομία πολλαπλών επιβατών, η οποία χρησιμοποιεί δύο ή περισσότερες διαφορετικές κατηγορίες δεδομένων, όπως φωτόνια, νετρίνα και κύματα βαρύτητας. Περισσότεροι τύποι δεδομένων σημαίνουν γενικότερες πληροφορίες σχετικά με το τι συνέβη.
"Είναι σαν ένα μεγάλο παζλ και προσπαθούμε να συμπληρώσουμε τα κομμάτια", είπε ο Sullivan. «Βλέποντας την εικόνα τόσο σε διαφορετικές ενέργειες όσο και σε διαφορετικά σωματίδια, μπορούμε πραγματικά να προσπαθήσουμε να κατανοήσουμε τη φυσική του τι συμβαίνει».
Αλλά ο Sullivan και οι συνάδελφοί του δεν είναι ικανοποιημένοι να σταματήσουν στη σημερινή ανακοίνωση. "Αυτό είναι μόνο το πρώτο βήμα", είπε, προσθέτοντας ότι οι φυσικοί ελπίζουν να κατασκευάσουν έναν ανιχνευτή νετρίνων ακόμη μεγαλύτερος από το IceCube. "Έχουμε πολλά περισσότερα για να μάθουμε και να δούμε."
