Auguszta
-3 °C
2 °C

De mire kellenek nekünk a neutrínók?

2013.11.25. 16:22

Több évig tartó kutatás után az Icecube neutrínótávcső 28 nagyenergiájú neutrínót észlelt. Ezek az univerzum legnagyobb erejű robbanásából származhatnak. A felfedezésnek valószínűleg azok a kutatók örülnek a legjobban, akik az igen zord külsejű antarktiszi kutatóbázison évek óta várták, hogy sikerrel járjanak.

De mire jók a neutrínók?

A csillagászok úgy gondolják, a nagyenergiájú neutrínók a távoli világegyetem extrém folyamataiból származnak. Az aktív galaxismagok (AGN-ek) és a gammafelvillanások (GRB-k) a legfényesebb kozmikus jelenségek. Hogy ezeket milyen folyamatok okozzák, azt senki sem tudja pontosan. Feltételezik, hogy az óriási fekete lyukak és az összeütköző, nagy tömegű csillagok okozhatják, de a tudomány nem ismeri a pontos részleteket.

Az viszont biztos, hogy az ilyenkor keletkező neutrínók gond nélkül átvágnak az univerzumon, mivel alig lépnek kölcsönhatásba más anyagokkal. Ezeknek a részecskéknek óriási energiájuk van, ezerszer nagyobb, mint a Nagy Hadronütköztetőben felgyorsított protonoknak.

Hát ezt a folyamatot akarták pontosabban megismerni a csillagászok. A neutrínók ugyan a fényév vastagságú ólomfalon is áthatolnak, de a kutatók megcsípték őket az Icecube-bal.

Így működik az Icecube

  • Az IceCube egy hatalmas neutrínótávcső, az antarktiszi jégpáncélba másfél kilométer mélyre lefúrt detektorokkal.
  • A jégtömeg nyomása a mélyen fekvő jégrétegből kiszorította a légbuborékokat, így a jég teljesen átlátszó. Az IceCube 5160 fényérzékeny detektorával így nagy távolságból is észlelni lehet a távoli fényvillanásokat.
  • Az IceCube 1 köbkilométernyi jégtömböt vizsgált; ezen neutrínók trilliárdjai suhantak át. Ilyenkor néha egy részecske eltalál egy oxigénatomot a fagyott víz egy molekulájában, ami egy igen halvány, kék fényvillanással jár. Ennek a megfigyelésével lehet megállítani a neutrínó mozgásirányát és energiáját.

Már megvolt, csak meg kellett keresni

A program 2010-ben indult, de két évig egyetlen speciális részecskét sem észleltek. Közönséges neutrínókat persze jóval gyakrabban, kábé hatpercenként találtak, de ezek nem számítanak, mert csak a kozmikus sugárzás és a Föld felső légkörében lévő atomok közti kölcsönhatásokból keletkeztek.

A megoldás váratlanul érkezett. Néhány kutató ultranagy energiájú neutrínók nyomait kezdte keresni az évek alatt felgyűlt adatokban. Ezek még az AGN és GRB folyamatokban keletkezőknél is ezerszer nagyobb energiájúak; a kozmikus sugárzás és a mikrohullámú háttérsugárzás kölcsönhatása során keletkeznek.

A kutatók két olyan eseményt is találtak, amiket pont a korábban keresett, az AGN és GRB energiatartományba tartozó neutrínók váltottak ki. A két részecskét Bertnek és Ernie-nek keresztelték.

Az új kiértékelési módszerrel összesen 28 nagyenergiájú neutrínót azonosítottak.

Megérte?

És vajon értik már a kutatók a kozmikus folyamatokat? Nem. Ez a 28 neutrínó még mindig kevés ahhoz, hogy messzemenő következtetéseket vonjanak le az AGN-ek és GRB-k működéséről. Egyelőre csak az a biztos, hogy Bert, Ernie és 26 társuk nem a Tejútrendszerből származnak.

Az Icecube-csapat reméli, hogy 5 éven belül már többet tudnak mondani a kérdéses folyamatokról.