H ανίχνευση των νετρίνων Bert και Ernie

Posted on 25/04/2013

3


icecubeΈνας τεράστιος ανιχνευτής βρίσκεται στην Ανταρκτική και ονομάζεται IceCube.
Σκοπός του είναι η ανίχνευση των σωματιδίων που ονομάζονται νετρίνα.

Τα νετρίνα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα, οπότε δεν αλληλεπιδρούν ηλεκτρομαγνητικά και το γεγονός ότι ανήκουν στην κατηγορία των λεπτονίων σημαίνει ότι δεν αλληλεπιδρούν ούτε διαμέσου της ισχυρής δύναμης. Αλληλεπιδρούν μόνο διαμέσου των ασθενών δυνάμεων με την ύλη – συνεπώς πολύ σπάνια – και για τον λόγο αυτό είναι πάρα πολύ δύσκολο να ανιχνευθούν. Τα νετρίνα μπορούν να διασχίσουν ανεπηρέαστα ανθρώπους, τοίχους, ακόμη και την Γη ολόκληρη.

Ο ανιχνευτής IceCube καταγράφει τις σπάνιες αλληλεπιδράσεις των νετρίνων με τον πάγο.
Για την ανίχνευση των νετρίων, το IceCube περιλαμβάνει ένα κυβικό χιλιόμετρο πάγων (χωράει τη μεγάλη πυραμίδα της Γκίζας 400 φορές), και είναι εξοπλισμένο με 5.160 οπτικούς αισθητήρες, που φτάνουν μέχρι και 2,5 χιλιόμετρα βαθιά μέσα στον πάγο.

Η ομάδα των επιστημόνων που «χειρίζεται» αυτόν τον τεράστιο ανιχνευτή νετρίνων IceCube στην Ανταρκτική δημοσίευσε μια εργασία με τίτλο «First observation of PeV-energy neutrinos with IceCube»,
στην οποία αναφέρεται η ανίχνευση των δυο (!!) πρώτων νετρίνων με ενέργειες της τάξης των PeV (1 Peta – electronvolt = 1015 eV) , πιο συγκεκριμένα με ενέργειες 1.04 ± 0.16 και 1.14 ± 0.17 PeV.

Το πρώτο γεγονός ανιχνεύθηκε στις 8 Αυγούστου 2011 και του δόθηκε το παρατσούκλι “Bert”, ενώ το δεύτερο που βαφτίστηκε “Ernie”, εντοπίστηκε στις 3 Ιανουαρίου 2012.

Τα ονόματα προέρχονται από τη σειρά Bert και Ernie:

Οι δυο χαρακτήρες muppet, Bert και Ernie http://en.wikipedia.org/wiki/Bert_and_Ernie

Οι δυο χαρακτήρες muppet, Bert και Ernie 

Tα δυο γεγονότα παρατηρήθηκαν τον Αύγουστο του 2011 (Bert)και τον Ιανουάριο του 2012 (Ernie)

Tα δυο γεγονότα παρατηρήθηκαν τον Αύγουστο του 2011 (Bert) και τον Ιανουάριο του 2012 (Ernie)

Τα δυο αυτά νετρίνα μάλλον δημιουργήθηκαν έξω από το ηλιακό μας σύστημα (τα νετρίνα που παράγονται κατά τη διάρκεια των πυρηνικών αντιδράσεων στο εσωτερικό του Ήλιου έχουν πολύ μικρότερες ενέργειες).
Την τελευταία φορά που ανιχνεύθηκαν εξωηλιακά νετρίνα ήταν το 1987, προερχόμενα από την έκρηξη του σουπερνόβα 1987Α.

Αν η ανακάλυψη επιβεβαιωθεί θα μπορούσε να μας οδηγήσει σε μια διαφορετική θεώρηση του σύμπαντος και στην επίλυση μιας σειράς από κοσμικούς γρίφους, για παράδειγμα την προέλευση των κοσμικών ακτίνων πολύ υψηλών ενεργειών.

Μια από τις πιθανές πηγές τέτοιων κοσμικών ακτίνων είναι οι εκλάμψεις ακτίνων γάμα (Gamma Ray Bursts – GRB). Πρόκειται για πίδακες ακτίνων γάμα και Χ τεράστιας ισχύος (μέσα σε ελάχιστα δευτερόλεπτα απελευθερώνεται όση ενέργεια παράγει ο ήλιος μας σε όλη του τη ζωή) που εκπέμπονται από άστρα που πεθαίνουν καθώς καταρρέουν βαρυτικά σχηματίζοντας αστέρες νετρονίων ή μαύρες τρύπες. Όμως οι κοσμικές ακτίνες εκτρέπονται από τα μαγνητικά πεδία που συναντούν και είναι δύσκολο να ανιχνευθούν στη Γη.

Μαζί με τις κοσμικές ακτίνες παράγονται και νετρίνα. Ο ανιχνευτής νετρίνων IceCube, ψάχνει και για νετρίνα που παράγονται από εκλάμψεις ακτίνων γάμα, μαζί με τις κοσμικές ακτίνες.

Σύμφωνα με τη δημοσίευση της συνεργασίας IceCube, υπάρχει και μια μικρή πιθανότητα τα νετρίνα Bert και Ernie να μην έχουν εξωηλιακή προέλευση, αλλά να δημιουργήθηκαν στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, καθώς οι κοσμικές ακτίνες μπορούν να παράγουν τα σωματίδια που ονομάζονται γοητευτικά μεσόνια τα οποία με τη σειρά τους δίνουν νετρίνα με ενέργειες της τάξης των PeV. Αλλά και αυτό το σενάριο είναι επίσης κάτι καινούργιο και συναρπαστικό.

Εννοείται πως απαιτείται περαιτέρω έρευνα, διότι δύο γεγονότα δεν αποδεικνύουν τίποτα. Αποτελούν όμως μια καλή αρχή για την αστρονομία νετρίνων υψηλής ενέργειας.
Πηγές: newscientist.com – http://arxiv.org/pdf/1304.5356.pdf

Ετικέτα: ,