Des particules mystérieuses éjectées de l'Antarctique violent la physique
Les chercheurs se préparent à lancer l'expérience de l'antenne à impulsion transitoire antarctique (ANITA), qui peut recevoir des signaux de particules apparemment impossibles lorsqu'elle est suspendue sur un ballon au-dessus de l'Antarctique.
Notre meilleur modèle de physique des particules est comme si nous ne pouvions plus cacher les secrets de l'univers, éjectant de la matière mystérieuse. Maintenant, avec une série d'événements étranges en Antarctique, ces voiles secrets ont été progressivement dévoilés.
Le modèle standard qui s'est épanoui en physique est envisagé depuis des décennies, et nous avons déjà sous la main des signes de ses problèmes en physique. Les résultats des données de laboratoire indiquent que le flash à neutrinos est en dehors des trois types décrits dans le modèle standard, et dans un univers rempli de matière noire, il ne semble pas y avoir de particules dans le modèle standard pour expliquer ce phénomène.
Mais des preuves convaincantes récentes pourraient un jour relier ces données vagues: depuis 2016, des particules à ultra-haute énergie ont explosé trois fois à travers la glace en Antarctique, déclenchant des détecteurs dans l'expérience d'antenne transitoire à impulsions antarctiques (ANITA) -Une machine qui pend sur un ballon de la NASA loin de la surface gelée.
Selon un rapport publié dans Life Science en 2018, en plus des événements qui ne correspondaient pas au comportement attendu des particules du modèle standard, plusieurs particules supplémentaires détectées plus tard à l'observatoire de neutrinos "Ice Cube" enterré sous terre en Antarctique ont également échoué. Le comportement attendu. Ces particules ressemblent à des neutrinos à ultra-haute énergie, mais les neutrinos à ultra-haute énergie ne peuvent pas traverser la terre. Cela montre qu'il y a une particule qui n'a pas été découverte par les êtres humains qui frappe constamment l'hémisphère sud froid.
Maintenant, dans un nouvel article, une équipe de physiciens travaillant sur le "cube de glace" a commencé à douter sérieusement de l'interprétation finale du modèle standard de ces particules, l'accélérateur cosmique. Il s'agit d'un énorme canon à neutrinos caché dans l'espace, qui peut périodiquement émettre des bombes à neutrinos de haute intensité vers la terre. Certains pistolets à neutrinos extrêmement actifs au-dessus de l'hémisphère sud peuvent avoir libéré beaucoup de neutrinos sur la terre, de sorte que les humains ont pu détecter les particules émises d'un coin de l'hémisphère sud. Cependant, les chercheurs de "Ice Cube" n'ont trouvé aucune preuve pour prouver cette affirmation, ce qui signifie que la nouvelle physique doit expliquer l'existence de ces particules mystérieuses.
Pour comprendre les causes du phénomène ci-dessus, il est particulièrement important de comprendre pourquoi ces particules mystérieuses sont si déroutantes par rapport au modèle standard.
Les neutrinos sont les particules les plus faibles connues de l'homme jusqu'à présent, ils sont difficiles à détecter et n'ont presque pas de masse. Les neutrinos ont traversé notre terre. La grande majorité d'entre eux vient du soleil et une très petite partie (le cas échéant) entrera en collision avec les protons, les neutrons et les électrons qui composent notre corps et la poussière sous nos pieds.
Mais les neutrinos à ultra-haute énergie de l'espace lointain sont différents de leurs neutrinos à basse énergie. Ils sont beaucoup plus rares que les neutrinos à faible énergie et ils ont une "section transversale" plus large, ce qui signifie que lorsqu'ils les traversent, ils sont plus susceptibles d'entrer en collision avec d'autres particules. La probabilité que les neutrinos à ultra-haute énergie le rendent intact sur toute la terre est si faible que vous ne vous attendiez pas à ce que cela se produise. C'est pourquoi le détecteur Anita est si surprenant: c'est comme si cet instrument avait gagné deux fois à la loterie, puis le Ice Cube a gagné plusieurs fois lorsqu'il a commencé à acheter des billets.
Les physiciens savent combien de loteries ils doivent traiter. De nombreux neutrinos cosmiques à ultra-haute énergie proviennent de l'interaction des rayons cosmiques et du fond micro-ondes cosmique (CMB), qui est la faible rémanence du Big Bang. De temps en temps, ces rayons cosmiques interagissent avec le CMB de la bonne manière pour exciter les particules de haute énergie sur Terre. C'est ce qu'on appelle le "flux" et c'est la même chose dans tout le ciel. ANITA et Ice Cube ont mesuré à quoi ressemble le flux de neutrinos cosmiques sur leurs capteurs respectifs. Il ne produit tout simplement pas assez de neutrinos de haute énergie que vous pouvez vous attendre à détecter sur n'importe quel détecteur Un neutrino a volé hors de la terre.
Anastasia Barbano, physicienne à l'Université de Genève qui travaille sur le cube de glace, a déclaré: "Si ANITA détecte la composition des neutrinos qui sont dispersés cette fois, alors ANITA peut également mesurer ce qui se passe sous d'autres angles."
Mais en théorie, il peut y avoir des particules de neutrons à ultra-haute énergie au-delà du flux du ciel, a déclaré Barbano dans "Life Science": c'est-à-dire un micro-canon moyen ou un accélérateur cosmique.
"Si cette fois n'est pas le neutrino produit par l'interaction des rayons cosmiques à ultra-haute énergie et du CMB, les neutrinos observés n'ont pas été produits par un certain accélérateur cosmique dans un certain laps de temps, ou par des ressources inconnues sur Terre."
Elle a également déclaré que les explosifs, les noyaux galactiques actifs, les sursauts gamma, les galaxies à explosion d'étoiles, les fusions de galaxies et les étoiles à neutrons rotatifs magnétisées et à grande vitesse sont tous d'excellents composants de ce type d'accélérateur.
Comme nous le savons, l'accélérateur cosmique de neutrinos existe dans l'espace. En 2018, le Ice Cube a suivi les neutrinos de haute énergie jusqu'aux variantes flamboyantes (au centre d'une galaxie lointaine, des jets noirs intenses de trous noirs actifs).
Barbano a ajouté: "ANITA ne peut détecter que des neutrinos de très haute énergie. Si les particules volant vers le haut sont les neutrinos améliorés par l'accélérateur cosmique dans le modèle standard (probablement les neutrinos tau), alors le faisceau devrait porter une liste de comparaisons. Particules de faible énergie, ce qui peut affecter la détection de particules de faible énergie par le Ice Cube.
"Nous recherchons des événements qui peuvent correspondre à l'angle et à la longueur détectés par ANITA (Antarctic Pulse Transient Antenna) depuis le centre de données du Ice Cube pendant sept ans", a déclaré Barbano. Vous pouvez vous attendre à trouver ces événements, s'il existe vraiment un ensemble remarquable de pistolets à neutrinos cosmiques émettant ces particules ascendantes vers la terre. Cependant, aucun incident de ce type ne s'est jamais produit.
Leurs résultats de recherche n'ont pas complètement exclu l'existence de sources d'accélérateurs dans l'univers. Mais ils ont "considérablement limité" la possibilité, excluant toutes les idées apparemment les plus crédibles impliquant des accélérateurs cosmiques et beaucoup moins crédibles.
"Le message que nous voulons transmettre au public est que, quelle que soit la façon dont vous le disséquez, une interprétation standard de l'astrophysique ne fonctionnera pas", a déclaré Barbano.
Les chercheurs ne savent pas quelle est la prochaine étape. Ni ANITA ni Ice Cube ne sont des détecteurs idéaux pour une exploration ultérieure, a déclaré Barbano, ce qui laisse aux chercheurs peu de données pour construire leurs idées sur ces particules mystérieuses. C'est un peu comme essayer de comprendre ce qu'est un énorme puzzle avec une petite pièce de puzzle.
Maintenant, de nombreuses possibilités semblent correspondre à ces données limitées, y compris un quatrième type de neutrino "inerte" en dehors du modèle standard et certains types présumés de matière noire. Chacune de ces explications sera transformatrice, mais aucune d'entre elles n'est encore fortement prise en charge.
Barbano a déclaré: "Nous devons attendre la prochaine génération de détecteurs de neutrinos."
informations connexes
Le détecteur de neutrinos est un appareil expérimental pour observer les neutrinos. Étant donné que les neutrinos ne participent qu'à des interactions faibles, les détecteurs doivent généralement être construits suffisamment grands pour recevoir un nombre suffisant de signaux de neutrinos. Les détecteurs de neutrinos sont généralement choisis pour être construits profondément sous terre afin de protéger les rayons cosmiques et autres rayonnements de fond. L'astronomie des neutrinos est encore immature et il est maintenant confirmé que les seules sources de signaux provenant de l'extérieur de la terre sont le soleil et la supernova SN 1987A. Cependant, à l'avenir, l'Observatoire des neutrinos "offrira aux astronomes une nouvelle perspective sur la dialyse de l'univers".
Références
1. Encyclopédie Wikipedia
2. Noms astronomiques
3.espace-Rafi Letzter-j'adore les fruits de la passion,., Value, Michael, Guan Tianran
Si le contenu concerné est violé, veuillez contacter l'auteur dans les 30 jours pour supprimer
Réimprimer s'il vous plaît également obtenir une autorisation et faire attention à maintenir l'intégrité et à indiquer la source
