ȘTIRI

Șapte "particule fantomă" au fost observate de un detector de neutrini îngropat adânc în Antarctica

Oamenii de știință din cadrul observatorului IceCube au reușit, în sfârșit, să detecteze un tip special de neutrino provenit din univers. Neutrinul tauonic a fost descoperit abia în anul 2000 și nu a fost observat niciodată dintr-o sursă astrofizică. Acum, cercetătorii raportează detectarea a șapte posibile evenimente candidate.

Există trei tipuri de neutrini: neutrini electronici, neutrini miuonici și neutrini tauonici. După cum sugerează și numele lor, aceștia sunt asociați cu alte particule, și anume electronul, miuonul și tauonul. Dar neutrinii nu au sarcină electrică și sunt foarte ușori. În timp ce citiți aceste rânduri, 100 de trilioane de neutrini trec prin dumneavoastră în fiecare secundă. Noi nu îi observăm, deoarece interacționează doar rareori cu materia.

Pentru a detecta interacțiunile neutrinilor este nevoie de observatoare care să poată vedea aceste evenimente rare. O strategie a fost aceea de  face observatoare mari și pregătite pentru a detecta sclipiri de lumină (deși există propuneri mai neobișnuite, inclusiv folosirea pădurilor). IceCube este unul dintre acestea, iar detectoarele sale sunt îngropate în gheața din Antarctica pregătite să înregistreze eventualele evenimente. Cu toate acestea, există dificultăți.

Nu numai că neutrinii sunt mici și viclene "particule fantomă", dar și că oscilează între cele trei versiuni ale lor. Astfel, neutrinii care au început ca neutrini electroni se pot transforma și se vor transforma în neutrini miuonici și tauonici. Diferitele versiuni ale neutrinilor se numesc arome, fără nicio legătură cu simțul gustului.

În cea mai simplă explicație - și încă nu este atât de simplă - schimbările de aromă ale neutrinilor se datorează faptului că neutrinii se află într-o combinație mecanică cuantică de mase diferite. În unele cazuri, distribuția predominantă ar fi cea a neutrinilor electroni, în alte cazuri, toți au aceleași șanse, iar în altele, miuonici și tauonici sunt mai probabili.

Cu toate acestea, neutrinii tauonici din alte surse decât Soarele au fost evazivi. Cercetătorii se așteptau ca aceste evenimente să creeze o "cascadă dublă", observând două semnale din interacțiuni. Neutrinul tauonic de mare energie ar lovi ceva în gheață și ar crea o particulă tauonica - aceasta eliberează lumină. Apoi, particula tauonica s-ar dezintegra într-un nou neutrino tauonic, eliberând din nou lumină.

Acest semnal dublu a fost observat în șapte cazuri, iar echipa consideră că șansa ca alte efecte de mediu să imite interacțiunea tauonului este mai mică de una la 3,5 milioane. 

"Detectarea a șapte evenimente de neutrini tauonici candidați în date, combinată cu cantitatea foarte mică de fond așteptat, ne permite să afirmăm că este foarte puțin probabil ca mediile de fond să conspire pentru a produce șapte impostori de neutrini tauonici", a declarat Doug Cowen, profesor de fizică la Penn State University și unul dintre conducătorii studiului, într-un comunicat. "Descoperirea neutrinilor tauonici astrofizici oferă, de asemenea, o confirmare puternică a descoperirii anterioare a IceCube, a fluxului difuz de neutrini astrofizici."

O lucrare care descrie rezultatele a fost acceptată pentru publicare în revista Physical Review Letters, iar o versiune preprint poate fi găsită pe arXiv.