science >> Wetenschap >  >> Fysica

Onderzoek naar hoogenergetische neutrino's geassocieerd met een blazar

Schema's voor geladen (links) en neutrale (rechts) stroomneutrino-nucleon interactie. Behoud van energie vereistEν=Eℓ+ EN. De tijdstroom is van links naar rechts. Krediet:The European Physical Journal Plus DOI:10.1140/epjp/s13360-022-02792-7

Het bestuderen van een hoogenergetisch neutrino dat werd waargenomen door het IceCube Neutrino Observatorium op de Zuidpool en waarvan wordt aangenomen dat het van intergalactische oorsprong is, heeft een aantal intrigerende "nieuwe fysica" opgeleverd die verder gaat dan het standaardmodel

De subatomaire deeltjes die neutrino's worden genoemd, worden verondersteld alomtegenwoordig te zijn in het hele universum, maar zijn erg moeilijk te detecteren. Nu publiceerden de Marokkaanse astrofysicus Salah Eddine Ennadifi en zijn collega's een artikel in The European Physical Journal Plus die de eerste bekende waarneming van intergalactische, hoogenergetische neutrino's beschrijft en nieuwe neutrino-gerelateerde fysica onderzoekt die verder gaat dan het standaardmodel van deeltjesfysica.

Neutrino's zijn raadselachtige deeltjes; ze lijken in veel opzichten op elektronen, maar hebben geen lading en geen, of een heel kleine massa. Wetenschappers hebben veel astrofysische lichamen als neutrinobronnen voorgesteld, maar er zijn slechts twee van dergelijke bronnen bestudeerd:onze zon en een enkele supernova (Supernova 1987A).

Neutrino-interacties zijn zeldzaam en kunnen alleen worden waargenomen in een grote hoeveelheid transparant materiaal, wat in de praktijk water of ijs betekent. De IceCube Neutrino Observatory (of telescoop) op de Zuidpool bestaat uit een kubieke kilometer helder, puur en stabiel ijs dat fungeert als een neutrinodetector. Ennadifi en zijn collega's, van de Mohammed V Universiteit, Rabat, Marokko, zijn lid van de internationale IceCube Collaboration.

In dit artikel rapporteren Ennadifi en zijn collega's de detectie, door de IceCube-telescoop, van een hoogenergetisch neutrino dat wordt geassocieerd met een astrofysisch object dat een blazar wordt genoemd (een quasar met een relativistische straal). Men denkt dat dit een energie heeft van ongeveer 300 TeV (300 biljoen elektronvolt) en de blazar die ermee verbonden is, wordt verondersteld zich op ongeveer 4 miljard lichtjaar van de aarde te bevinden. Als dit correct is, zou het passen in de definitie van een "echt astrofysisch neutrino."

Hoogenergetische neutrino's zoals deze, hoewel zeer zeldzaam, zijn nuttige hulpmiddelen voor het bestuderen van de zogenaamde "nieuwe fysica" die verder gaat dan het standaardmodel. De onderzoekers waren in staat om het een geschatte massa te geven, die zelf verder gaat dan het standaardmodel, omdat dat alleen massaloze neutrino's omvat. Ze concluderen dat hoogenergetische neutrino's uit kosmische bronnen waarschijnlijk meer "verrassende" inzichten zullen opleveren en ons begrip van de natuurkrachten verder zullen herzien. + Verder verkennen

Een missieconcept om een ​​zonne-neutrinodetector dicht bij de zon te vliegen