Детекторы уловили нейтрино из недр Земли и просторов космоса Версия для слабовидящих
Детекторы уловили нейтрино из недр Земли и просторов космоса Печать Email
Новости науки
12.08.2015

Нейтрино представляют собой нейтрально заряженные частицы, почти не имеющие массы, которые рождаются в ходе радиоактивных распадов. Они очень редко взаимодействуют с другими частицами и потому путешествуют сквозь любую материю — в том числе и человеческое тело — почти беспрепятственно и незаметно.

С этой частицей связана масса загадок, которые физики пытаются разгадать в течение многих десятилетий. К примеру, ранее учёные утверждали, что нейтрино могут двигаться быстрее скорости света, то есть, путешествовать во времени, однако позднее эту гипотезу опровергли.

Также исследователи предполагали, что нейтрино и антинейтрино могут быть одной и той же частицей, то есть нейтрино является античастицей самой себе. И, наконец, одним из самых интересных исследований нейтрино, можно считать изучение нейтринных осцилляций — то есть, превращения электронного нейтрино в мюонное, а мюонного — в тау-нейтрино.

Авторы новых исследований пытались уловить эти частицы, которые попали в детектор из космоса или недр Земли. В Гран-Сассо, Италия, физики построили огромный детектор "Борексино", представляющий собой гигантскую металлическую сферу. Она заполнена жидким сцинтиллятором, который сигнализирует о попадании в детектор нейтрино.

Детектор "Борексино" в Италии наполняется специальной углеводородной жидкостью-сцинтиллятором (фото Borexino collaboration).

С конца 2007 года руководители эксперимента анализировали многочисленные данные, собранные за 2056 дней. Теперь же физики объявили об удивительной находке — обнаружении так называемых геонейтрино, пришедших в детектор из земной коры и мантии.

Геонейтрино, как поясняют исследователи, представляют собой античастицы обычных нейтрино, попадавших ранее как в детектор "Борексино", так и в японский KamLAND. Открытие геонейтрино характеризуется 5,9 сигма: это означает, что вероятность ошибки составляет 1 шанс из 275 миллионов. По этому показателю открытие превышает признанные 5 сигма, которых достаточно для подтверждения открытия в физике частиц.

Полученный массив данных также позволил физикам наиболее точно измерить соотношение радиоактивного урана и тория в пределах Земли, которое ответственно за производство частиц. Учёные смогли различить геонейтрино, происходящие из земной коры, и их же "собратьев", происходящих из глубин мантии нашей планеты.

"Мы получили доказательства того, что некоторые радиоактивные вещества действительно присутствуют в земной мантии", — говорит руководитель эксперимента "Борексино" Джанпаоло Беллини (Gianpaolo Bellini) из Итальянского национального института ядерной физики. Он и его коллеги написали статью о геонейтрино в журнале Physical Review D.

В то время как эксперимент "Борексино" был направлен на поиск "глубинных" нейтрино, появившихся буквально у человека из-под ног, физики из эксперимента IceCube искали космических гостей. В первую очередь их интересовали те частицы, которые сформировались в результате гамма-всплесков или были выброшены чёрными дырами.

Детектор IceCube расположен на Южном полюсе и ловит космические нейтрино (фото Sven Lidstrom/IceCube/NSP).

Первые свидетельства космических высокоэнергетических нейтрино появились в 2013 году: тогда было зарегистрировано всего два случая попадания частиц в детектор. Эти частицы даже получили имена собственные — Берт и Эрни, в честь персонажей "Улицы Сезам".

С тех пор физики зарегистрировали ещё массу случаев попадания космических нейтрино в IceCube. Последнее попадание было зафиксировано в начале августа 2015 года. Тогда энергетический уровень частицы оценили в более чем 2000 триллионов электронвольт: это была частица-рекордсмен, энергия которой оказалась в 150 раз выше, чем энергия столкновений на Большом адронном коллайдере.

Как сообщил руководитель проекта IceCube Фрэнсис Хальцен (Francis Halzen) из Университета Висконсина-Мэдисона, в данный момент эксперимент просто изобилует новыми данными. Анализ всей этой информации займёт немало времени, и сейчас исследователи даже затрудняются выделить отдельные случаи попадания нейтрино в детектор.

Физики надеются, что в ближайшем будущем исследование высокоэнергетических космических нейтрино поможет пролить свет на одну из величайших тайн Вселенной — природу тёмной материи.

Источник - http://www.vesti.ru/doc.html?id=2651384

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта