Nötrinolar, evrendeki diğer maddelerle zayıf bir şekilde etkileşime girdiği bilinen yükü olmayan ve çok az kütle olmayan atom altı parçacıklardır. Diğer parçacıklarla zayıf etkileşimleri nedeniyle, bu parçacıkların tespit edilmesi zordur.
Şimdiye kadar tespit yöntemleri için özellikle zor olan bir nötrino sınıfı, 10’un üzerindeki enerjileri olan son derece yüksek enerjili nötrinolardır.16 Elektronvolts (EV). Fiziksel teoriler, bu nötrinoların ultrahigh-enerji kozmik ışınlarının etkileşimleri gibi çok enerji yoğun astrofizik fenomenlerden üretileceğini düşündürmektedir.
Dünya çapında çeşitli araştırma enstitülerinde bulunan büyük bir araştırmacı olan ICECube işbirliği, on yılı aşkın bir süredir son derece yüksek enerjili nötrino arıyor. En son bulguları, Fiziksel İnceleme Mektuplarıilk kez ICECube gözlemevinde toplanan verilere dayanarak, son derece yüksek enerjili nötrinoların dağınık akısına sınırlar koyarak, ilk kez ultrahigh-enerji kozmik ışınlarındaki protonların oranı üzerinde kısıtlamalar ayarlayın.
Makalenin ortak yazarı Maximilian Meier, CEİD’a verdiği demeçte, “Icecube, her şeyden önce devasa bir nötrino dedektörü” dedi. “Öyleyse, benim için, evren tarafından üretilen en yüksek enerji nötrinolarını (kozmojenik nötrino) aramak doğal olarak çok heyecan verici ve ICECube on yıldan fazla bir süredir bu tür bir arama gerçekleştiriyor. Bu kozmojenik nötrinolardan herhangi birini görmezsek, evrende kaç tane var.”
Nötrinos aramak için, ICECube deneyi, Antarktika buzunun derinliklerinde, Güney Kutbu’nda bulunan dünyanın en büyük nötrino detektörüne dayanır. ICECube Nötrino Gözlemevi olarak bilinen bu dedektör, parçacıklar buzdan geçtiğinde yayılan Cherenkov radyasyonunu (yani, mavi ışık) tespit eder. Bu dedektörü kullanarak son derece yüksek enerjili nötrinoları aramak, prensip olarak, toplanan verilerdeki en parlak olayları tanımladığı için oldukça basit olmalıdır.
Meier, “Ancak bakarken kozmik ray hava duşlarından çok fazla arka plan görüyoruz.” Dedi. Diyerek şöyle devam etti: “Parçacıkların geldiği yönü yeniden yapılandırarak ve enerji birikimlerinin nötrino sinyalimiz tarafından beklenenlerden nasıl farklı olduğu ile başa çıkabiliriz. Yaklaşık bir trilyon olay içeren 12.6 yıllık verilere baktık ve bunu en umut verici üç adaya filtreleddik.”
ICECube dedektörü tarafından toplanan on yıldan fazla bir süre veriyi analiz ettikten sonra, araştırmacılar aradıkları parçacıklar olan kozmojenik nötrinolarla ilişkili olacak kadar “enerjik” görünen hiçbir olay bulamadılar. Kozmojenik nötrinolar, ultrahigh-enerji kozmik ışınları diğer kozmik foton alanlarıyla (yani, kozmik mikrodalga arka plan olarak adlandırılan) etkileşime girdiğinde üretilen son derece yüksek enerjili nötrinolardır.
ICECube işbirliği ilgilenilen olayları tespit etmese de, son on yılda bu nötrinoların akışına giderek daha sıkı sınırlar koydu. En son bulguları, son derece yüksek enerjili nötrino olaylarının seçimini geliştirebileceği ve böylece gözlemleme şansını artırabileceğinden, tespitlerine yönelik daha fazla ilerlemeyi temsil ediyor.
Meier, “Sonunda, aşırı enerjilere sahip herhangi bir nötrino bulamadık.” “Beklediğimiz bu nötrinolar, evrendeki arka plan ışığı ile protonların etkileşimlerinde yaratıldıkları için ultra enerji-enerji kozmik ışınlarla (UHECR) yakından bağlantılıdır.
“Bu, nötrinoları görmeyerek, ilk kez – ICECube ile yaptığımız UHECR’leri oluşturan proton miktarını sınırlayabiliriz. Kozmik ışın kaynakları, yeni yıldızların evren boyunca oluştuğu gibi dağılmışsa, proton fraksiyonunu% 70’den az olacak şekilde sınırlayabiliriz.”
ICECube işbirliğinin son çabaları, özellikle kozmik mikrodalga arka planı ile ultrahigh-enerji kozmik ışını etkileşimleri sonucunda üretilenler, son derece yüksek enerjili nötrinolar için gelecekteki aramaları bilgilendirecek. Deneyin nihai amacı bu nötrinoları başarıyla tespit etmek ve özelliklerini daha iyi anlamak olacaktır.
Brian Clark, “ICECube’un kozmojenik nötrinolara verimliliğini daha da artırarak bu hedefe doğru çalışabiliriz, bu, örneğin makine öğrenimi kullanarak yapılabilir.” “Buradaki istek listesindeki en büyük şey Icecube-Gen2.
“Bu, kozmojenik nötrinolara karşı hassasiyeti yaklaşık 30 faktör (benzer bir veri alma süresi varsayılarak) artıracak planlı bir uzantısıdır. Bu, UHECR proton fraksiyonu yüzde seviyesinde olsa bile kozmojenik nötrino bulmamıza izin verecektir.”
Yazarımız Ingrid Fadelli tarafından yazılmış, Lisa Lock tarafından düzenlenen ve gerçek kontrol ve Robert Egan tarafından gözden geçirilen bu makale dikkatli insan çalışmasının sonucudur. Bağımsız bilim gazeteciliğini canlı tutmak için sizin gibi okuyuculara güveniyoruz. Bu raporlama sizin için önemliyse, lütfen bir bağış (özellikle aylık) düşünün. Alacaksın reklamsız bir teşekkür olarak hesap.
