Anomale Neutrinos aus den Tiefen des Weltraums: Physiker sind ratlos

Anomale Neutrinos aus den Tiefen des Weltraums: Physiker sind ratlos
Anomale Neutrinos aus den Tiefen des Weltraums: Physiker sind ratlos
Anonim

Als Physiker die Signale hochenergetischer Neutrinos aus dem Weltraum aus einer unbekannten Quelle entdeckten, starteten sie sofort eine ganze Kampagne, um diese schwer fassbaren Teilchen zu finden.

Durch die Untersuchung der Daten des IceCube-Experiments, die über sieben Jahre der Jagd nach Neutrinos gesammelt wurden, musste das Forscherteam zugeben, dass die "üblichen" Erklärungen für die Natur dieser seltsamen Signale schwach und unzuverlässig aussehen. Neutrinos unterscheiden sich von Elektronen dadurch, dass sie eine extrem geringe Masse haben und somit keine Ladung haben. In der Praxis bedeutet dies, dass Neutrinos so „neutral“sind, dass sie nicht mit anderen Teilchen wechselwirken. Sie entstehen bei der Zerstörung von Atomen im thermonuklearen Feuer der Sonne, und daher passieren die Ströme dieser Mikropartikel jede Sekunde unseren Planeten. Allerdings wandert nur ein kleiner Bruchteil des Neutrinos nahe genug an ein Atom heran, um eine spürbare Reaktion hervorzurufen.

Um beispielsweise ein Neutrino zu fangen, das in ein Molekül aus gewöhnlichem Wasser gekracht ist, muss das IceCube-Observatorium hochempfindliche Geräte verwenden, und es selbst ist im Eis der Antarktis vergraben. Seit fast einem Jahrzehnt zeichnet das System täglich Hunderte von Kollisionen auf und schafft damit eine umfassende Grundlage für Wissenschaftler über die Richtungen und Energien von Neutrinoflüssen, die unseren Planeten „waschen“.

Aber dies ist nicht die einzige Station dieser Art. In einer Höhe von fast 40 km über der Antarktis, in einem Heliumballon aufgehängt, befindet sich ANITA - die Antenne der NASA, die hochenergetische Kollisionen von Neutrinos mit Atomen in der Atmosphäre aufzeichnet. Und hier begannen die ersten Kuriositäten: Es stellte sich heraus, dass Neutrinos in seltenen Fällen die Erde nicht aus der Richtung der Sonne durchdringen, was logisch wäre, sondern von der anderen Seite des Planeten - das heißt, Teilchen passieren die ganze Erde und erst dann mit Atomen in der Atmosphäre kollidieren …

„Normalerweise wird behauptet, Neutrinos seien schwer fassbar, da sie Materie durchdringen und nicht mit ihr interagieren können. Bei Neutrinos mit so hoher Energie, die wir beobachtet haben, verwandeln sie sich jedoch in einem Porzellanladen in Elefanten und fangen an, mit allem zu kollidieren“, erklärt der Astrophysiker Alex Pizzuto.

Woher kommen diese superstarken Neutrinos? Die einfachste Erklärung sind zufällige Besucher aus dem Weltraum. Die Häufigkeit ihrer Entdeckung weist jedoch darauf hin, dass die Erde tatsächlich von einem ganzen Strom solcher Teilchen bombardiert wird. Astrophysiker stellen fest, dass sie normalerweise während der Wechselwirkungen zwischen kosmischer Strahlung und Atomkernen geboren werden, wonach das Magnetfeld eines großen Weltraumobjekts sie mit großer Geschwindigkeit wie eine Gauss-Kanone in den Weltraum schleudert.

Die Ergebnisse der neuen Arbeit sind weiterhin nur auf dem Portal arXiv.org verfügbar. Obwohl die Arbeit noch nicht überprüft wurde, gibt es jedoch auch jetzt noch einige sehr interessante Hypothesen über die Quelle der mysteriösen Neutrinos – und einige gehen über die Grenzen der heute akzeptierten physikalischen Modelle hinaus.

Einer davon ist, dass einige Weltraum-"Beschleuniger" Neutrinos auf überluminale Geschwindigkeiten beschleunigen, und die moderne Technologie kann sie in einer bestimmten Zeitspanne, selbst in der kleinsten, einfach nicht einfangen. Außerdem, wenn Sie wirklich absolut unglaubliche Hypothesen wollen, können Sie die Rolle der mysteriösen Dunklen Materie darin sehen oder sich die Existenz neuer, bisher unbekannter hochenergetischer Teilchen vorstellen, die wir nur für Neutrinos halten. Welche dieser Hypothesen wahr ist – die Zeit wird es zeigen.

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