Нейтрино, субатомні частинки, важко реєструвати, бо вони проникають через звичайну речовину без взаємодії. Але результати нового дослідження, виконаного з допомогою детектора IceCube («Крижаний куб») в Антарктиці свідчать, — високоенергетичні нейтрино з космічних джерел, проходячи крізь Землю, взаємодіють з її речовиною. Вперше в науковому експерименті визначено здатність Землі поглинати нейтрино.
Нейтрино насправді не впливають на повсякденне життя більшості людей. Ці частинки не утворюють атоми як, наприклад, електрони, протони та нейтрони. Вони не відіграють вирішальну роль в сенсі маси об’єктів як, наприклад, бозон Ґіґґса. І все-таки, як запевняють фізики, приблизно 100 трильйонів нейтрино проходить через наше тіло кожну секунду. Джерелом більшості цих нейтрино є Сонце, яке генерує постійний потік таких частинок малої енергії.
Нейтрино, які реєструє IceCube, — і джерела яких містяться в далекому космосі, — майже в мільйон разів енергійніші, ніж сонячні нейтрино. Вони виникають внаслідок різних космічних явищ, зокрема Наднових (спалахи зір), зіткнення нейтронних зір, чорних дір тощо.
Лабораторія IceCube в Антарктиді на тлі Молочного Шляху та північного сяйва на горизонті. Світлину зроблено в травні 2017 року. Фото з сайту www.space.com.
Імовірність взаємодії нейтрино із звичайною речовиною залежить від енергії частинки і цей параметр називають перерізом взаємодії нейтрино. Його передбачає Стандартна модель — фізична теорія, що описує всі відомі нині елементарні частинки. Науковці сподівалися, що нові спостереження з допомогою IceCube вкажуть на «нову фізику», але Стандартна модель і цього разу витримала випробування.
Нейтринна обсерваторія IceCube — це масив із 1760 детекторів сферичної форми розміром з баскетбольний м’яч, рівномірно розподілених вздовж 86 «струн», що звисають в свердловинах, пробурених в кризі поблизу Південного полюса землі. на льоду. Загальні розміри детектора становлять 1 кубічний км.
Датчик IceCube, прикріплений до «струни», опускають в свердловину в антарктичному льоду. Фото з сайту www.space.com.
IceCube реєструє нейтрино непрямо: коли воно взаємодіє з речовиною, виникає велика кількість вторинних частинок, які генерують світло (черенковське випромінювання). Його і реєструє детектор. Дослідники вміють за цим сигналом визначати енергію нейтрино та напрямок, з якого воно прийшло.
Цілком можливо, що з більшою кількістю даних дослідники зможуть використовувати IceCube для вивчення внутрішньої будови Землі, зокрема її ядра. Нове дослідження спирається лише на дані одного року спостережень IceCube — з травня 2010 року до травня 2011 року. Але науковці мають базу даних, що зберігає результати семирічних спостережень і тому мають надію значно покращити свої вимірювання.
За інф. з сайту www.space.com
