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“幽灵般的粒子”被证实起源于布拉加尔

2021-08-10 16:51:11来源:

在该图示中,中耳与冰分子相互作用,产生二级颗粒 - 一种μμ-,在冰中以相对论的速度移动,留下迹象的蓝光。图像:Nicolle R.Fuller / NSF / ICecube

“幽灵粒子”被证实起源于Blazar,来自地球的近40亿光年。

从世界各地的科学家们已经检测到高能量宇宙中微子 - 亚杀菌颗粒的来源,在爆炸性天体物理呈现的后果中产生,在数十亿的宇宙中,在宇宙中连续,留下的痕迹。

Neutrinos,意大利语为“小中性,”通常被描述为“鬼粒子”,以实现与普通物质的极其薄弱的相互作用。实际上,每秒穿过我们的指甲的数十亿个中微子溪流,而不会像物质的分子那么多。然而,于2017年9月22日,基于Amundsen-Scott南极站的ICecube Neverrino天文台检测到由其探测器埋在南极冰深的探测器的信号中的中微子。研究人员很快向地下和太空的望远镜发出警报,希望找到中微子的宇宙来源。

答案很快就确认:Neutrino起源于Blazar - 一个活跃的星系,中心的黑洞 - 约37亿光年。在天文学家ASTXS 0506 + 056中,布拉加尔可以在夜空中看到,刚刚从猎户座星座的肩膀上看到。

目前在两篇论文中发表的结果,有助于解决通过宇宙加速中微子的种类的长期争论。根据结果​​,研究人员现在知道布拉齐可以生产中微子能量,足以从宇宙中的数十亿光年到达地球。

因为布拉齐生产中微子,他们也可能产生宇宙射线。宇宙射线的来源,在地球上不断下雨,这是一个谜。与中微子不同,它弱弱,因此流行地流畅,直接通过空间流,宇宙射线是带电粒子,其路径可以容易地响应于磁场而传播。因此,宇宙射线源可能难以追踪。新发现提供了证据表明布拉齐不仅是来源,而且是中微子和宇宙射线的强大加速器。

MIT的物理学教授Janet Conrad是ICecube合作的成员,它包括超过世界各地的300多名科学家,并且是两篇论文的共同作者。康拉德谈到了竞争的竞赛,将中微子追溯到其远方强大的来源。

问:让我们了解找到这些中微域和他们非常具体的来源所需的想法。iceCube是如何做到的?

答:这次发现只能发生在纪念碑探测器中。它实际上是用探测器仪表的冰巨果奖励可以观察光。这些探测器位于ICE之下的大约一英里。原型于20世纪90年代建造。ICecube于2005年开始,花了五年来建造。我们花了大约五年的时间才能快速分析数据,以便能够向寻找电磁信号的其他望远镜发送警报。我们现在可以在大约一分钟内完成Dothis。

发生于2017年9月22日的中微子事件,Lit上线的一线光收集器长度。因为它形成了这么直线,我们可以向后指向天空以了解其原产地。我们已经有了高能量,非常线性的事件。他们到达时,我们向社区发出通知,称为“天文学家电报”说“这样的方式!”这次,它的工作!他们看到了一些东西!

基于空间的费米伽马射线望远镜随后在沿轨道指向的方向看的一天内。他们派出了一名天文学家的电报,然后追随我们的电报,说中微子事件立场与一个布拉格吻合。地球上的其他望远镜,包括魔法,然后回答。因此,虽然只需一分钟即可看到并宣布我们的活动,但这是在我们和望远镜在这次发现中加入我们的望远镜的工作时建造的。

问:请告诉我们这些中微子必须从他们的来源中取出哪些类型的旅程,最后到地球?

答:布拉齐是一种活跃的星系,含有一个黑洞。黑洞正在旋转快速,为底部和顶部发出颗粒和光子的喷气子供电。这个特定的布拉加尔是3.7亿距离我们的距离。一光年大约是6万亿英里。所以这个来源很远!在我们和布拉加尔之间,有强大的磁场将弯曲带电粒子,并且有灰尘将吸收光子。但中微子互动地弱。它们没有被磁场偏转。他们厌恶不太可能在灰尘中互动,因此中微子生产的Inthe喷射直接给我们。

事实上,即使在地球上,Nemultinoswill也很少相互作用,所以这个中微子可能来自于我们没有检测到的Companionsthat。这是Blazar之前的爆发了!所以我们看看我们的数据,我们发现,2014年有多种来自这个布拉加尔方向的事件。由于我们看到中微子对这款Blazar不仅仅是一次,因此这一结果尤为令人讨厌。

问:这对这个特别的发现这么令人兴奋?

- 答:中微子沿着他们的道路做了非常有趣的事情.Neutrinos以三种或“味道”中的一种,然后他们将由于量子机械效应而导致的换油,虽然我们观察了“中微子MUON“类型,我们不知道它开始的味道是什么。我们不知道中微子有额外的互动或属性,超出我们的”标准模型“ - 粒子物理学理论。在这种高距离和此高效应上旅行的南风仙提供了对我们模型的非常有趣的测试。我们之前有过Severastrophysical Neutrinos,但不知道他们来自哪里。这个额外信息是关于其原产地位的额外信息使得最终令人兴奋的信息像我们在麻省理工学院中菌群中的颗粒物理学家,以及天体物理学家。

Conrad的团队成员,他的ICecube合作成员包括Marjon Moulai,Spencer Axani和Gabriel Collin和Postdoc Carlos Arguelles的毕业生。

刊物:

ICecube Collaboration等,等人,“喇叭形布拉扎与高能量Neutrino Icecube-170922A,”2018年7月13日:卷。 361,问题6398,EAAT1378; DOI:10.1126 / science.AAT1378ICUBE协作,“在ICECUBE-170922A警报之前,”Blazar TXS 0506 + 056方向的中微子发射,2018年7月13日:卷。 361,问题6398,第147-151页; DOI:10.1126 / science.aat2890.