Две частицы нейтрино сверхвысокой энергии, которые зарегистрировала антарктическая лаборатория IceCube, оказались космического происхождения. Ранеее считалось, что такие частицы образуются в результате взаимодействия космических лучей с атмосферой.

Нейтрино - это стабильные элементарные частицы, не имеющие электрического заряда, но обладающие очень-очень маленькой массой. Основными источниками этих частиц считаются звезды и космическое излучение. Кроме того, определенные типы нейтрино могут образовываться в ходе процессов радиоактивного распада.

Для регистрации нейтрино была построена обсерватория IceCube ("Ледяной куб") в Антарктиде. Обнаружить нейтрино не так-то просто. Они практически не взаимодействуют с веществом. Поэтому хотя ежесекундно сквозь планету и даже сквозь каждого человека пролетают тысячи нейтрино, мы этого не замечаем. Способ регистрации нейтрино основан на эффекте Вавилова-Черенкова. Мы все знаем, что скорость света в веществе может быть меньше скорости света в вакууме. И если это вещество прозрачное (например, лед), а пролетающие в нем заряженные частицы движутся быстрее скорости света в этой среде, возникает свечение. Но вернемся к нейтрино. При столкновении нейтрино с молекулами льда образуются другие частицы – лептоны. Если их энергия (а значит и скорость) достаточно велика, по эффекту Вавилова-Черенкова они начинают излучать фотоны, или, другими словами, светиться. Это свечение и регистрируют датчики IceCube.

Поскольку нужные энергии достигаются редко, ученым приходится увеличивать свои шансы на обнаружение нейтрино простейшим способом – увеличивая объем исследуемого льда. «Ледяной куб» состоит из 86 скважин глубиной от 1,4 до 2,5 километра, и этих скважинах установлены детекторы. В результате под неусыпным надзором ученых находится 1 куб. км льда.

Физиков интересует не столько информация о самих нейтрино, сколько вопрос происхождения космических лучей. Согласно современным представлениям, при предсмертном гравитационном коллапсе звезд возникают мощные всплески гамма-излучения, которые должны сопровождаться выбросами нейтрино и тех самых космических лучей.

Два события, названных учеными "Берт" и "Эрни", были зафиксированы в августе 2011 и январе 2012 года, однако их анализ завершен только сейчас. Энергия каждой из частиц превысила один петаэлектронвольт (10^15), что в 100 миллионов раз больше, чем типичные энергии нейтрино, рождающихся в ходе взрыва сверхновых. Рождение высокоэнергетичных нейтрино является одним из самых спорных вопросов астрофизики. Считается, что такие частицы могут возникать либо в джетах сверхмассивных черных дыр в центрах галактик, либо в результате схлопывания звезд, сопровождаемом гамма-всплесками.

Опубликованные несколькими неделями ранее расчеты указывали на то, что с вероятностью больше 90 процентов все подобные нейтрино будут порождаться при входе протонов в атмосферу. Однако журнал Symmetry magazine сообщает со ссылкой на Курта Вошнага, работающего с детектором физика из университета Калифорнии в Беркли, что дополнительный анализ "Берта" и "Эрни" позволил вернуться к версии об их космическом происхождении.

• < Назад
• Вперёд >