Forskare har spårat det vi kallar neutrinor för att
skapa den första bilden av Vintergatan av materia och inte ljus vilket ger ett
helt nytt sätt att studera universum.
Den banbrytande bilden togs genom att fånga neutrinor som for genom IceCube Neutrino Observatory, en gigantisk detektor begravd
djupt ner i Sydpolens is. Se mitt inlägg från 9 juli.
Neutrinor har obefintlig elektrisk laddning med nästan
noll massa och de interagerar nästan inte alls med andra slag av materia. Neutronor far
rakt igenom vanlig materia i nära ljusets hastighet (jordklot och människa mm).
Men genom att bromsa neutrinors hastighet har
fysiker lyckats spåra partiklarnas ursprung miljarder ljusår bort till gamla,
katastrofala stjärnexplosioner och superbnovor, kosmiska strålkollisioner. Forskarna
publicerade sina resultat den 29 juni i tidskriften Science.
Funktionerna i den mycket känsliga
IceCube-detektorn i kombination med nya dataanalysverktyg har gett en helt ny
bild av Vintergatan som bara antytts tidigare, beskriver Denise Caldwell, chef
för National Science Foundation's fysikavdelning i studien. Eftersom
dessa funktioner fortsätter att förfinas kan vi se fram emot att se den här
bilden dyka upp med ständigt ökande upplösning vilket potentiellt avslöjar
dolda funktioner i vår galax som aldrig tidigare sett av mänskligheten.
Varje sekund passerar cirka 100 miljarder neutroner
genom varje kvadratcentimeter av vår kropp. De små partiklarna finns överallt -
producerade i stjärnornas kärnreaktioner i enorma supernovaexplosioner, av
kosmisk strålning och radioaktivt sönderfall, och i partikelacceleratorer och
kärnreaktorer på jorden. Neutroner är näst efter fotoner de vanligaste subatomära
partiklarna i universum.
För att fånga neutrinorna använde sig partikelfysiker av IceCube vid Amundsen-Scott South Pole Station i Antarktis. Denna detektor består av mer än 5000 optiska pärlstavade sensorer i över 86 strängar som dinglar i hål i isen upp till 2,5 kilometer ner i Antarktis is. Medan många neutroner passerar helt obehindrat genom jorden, interagerar de ibland med vattenmolekyler vilket skapar partikelbiprodukter så kallade muoner som kan ses som ljusblixtar med detektorns sensorer. Från de mönster som dessa blixtar ger kan forskare rekonstruera neutronernas energi och ibland även dess källa.
Att hitta en neutrons inkommande riktning beror på hur tydligt dess riktning registreras i detektorn; vissa har mycket uppenbara initiala riktningar, beskriver, huvudförfattaren till artikeln Naoko Kurahashi Neilson, fysiker vid Drexel University i Philadelphia i studien.
Efter
att ha upptäckt ca 60000 neutrinokaskader under 10 år och bearbetat dessa i en maskininlärningsalgoritm byggde fysikerna upp en eterisk, blåfärgad
bild som visar neutrinernas källor i hela Vintergatan.
Kartan visar att neutronerna produceras
överväldigande i regioner med tidigare detekterade höga gammastrålninghändelser
vilket bekräftade tidigare misstankar att många av dess är biprodukter kommer ur kosmisk strålning som smäller in i interstellär gas.
Jag minns att jag sa: Vid denna tidpunkt i
mänsklighetens historia är vi de första som ser vår galax i något annat än i ljuskällor,
skrev Neilson. (stjärnornas sken)
Precis som tidigare revolutionerande framsteg som ex
radioastronomin, infraröd astronomi och gravitationsvågdetektering har
neutrinokartläggning gett oss ett helt nytt sätt att se ut i universum. Nu är
det dags att se vad vi hittar.
Ben Turner är en brittisk staff writer på Live Science. Han täcker fysik och astronomi, bland annat ämnen som teknik och klimatförändringar och från hans artikel är inlägget ovan med mina egna ord beskriven artikeln i Live Science varifrån bilden ovan även kommer.
