Forscher, die an Daten des tief im antarktischen Eis vergrabenen IceCube-Neutrino-Observatoriums arbeiten, glauben, dass sie möglicherweise Tau-Neutrinos, eine bestimmte Art von, entdeckt haben die subatomaren Teilchen aus dem Weltall. Die sieben Kandidatensignale tauchten in 9,7 Jahren von Observatoriumsdaten auf, ein Beweis dafür, wie schwer fassbar diese Kleinen sind Teilchen sind.
Ungefähr 100 Billionen Neutrinos passieren laut Angaben des Observatoriums jede Sekunde Ihren Körper. Sie sind die leichteste Teilchen, die wir kennen die Masse haben und grundlegend sind, dass sie nicht aus kleineren physischen Bausteinen konstituiert sind. Die Ergebnisse der Kollaboration sollen veröffentlicht werden in Physical Review Letters and are derzeit gehostet auf dem Preprint-Server arXiv.
„Der Nachweis von sieben potenziellen Tau-Neutrino-Ereignissen in den Daten in Kombination mit der sehr geringen Menge an erwartetem Hintergrund ermöglicht es uns, Behauptungen aufzustellen „Dass es höchst unwahrscheinlich ist, dass sich Hintergründe verschwören, um sieben Tau-Neutrino-Betrüger hervorzubringen“, sagte Doug Cowen, Physiker am Penn State Universität und einer der Hauptautoren der Studie IceCube-Veröffentlichung. „Die Entdeckung der astrophysikalischen Tau-Neutrinos stellt auch eine starke Bestätigung für IceCubes frühere Entdeckung des diffusen astrophysikalischen Neutrinoflusses dar.“
Ich weiß: Was zum Teufel ist ein diffuser astrophysikalischer Neutrinofluss?? Dies bezieht sich auf den dichten Strom von Neutrinos aus dem tiefen Raum, deutlich über die relativ kleine kosmische Nachbarschaft der Milchstraße . Der Strom besteht hauptsächlich aus Elektronen- und Tau-Neutrinos und a kleiner Prozentsatz an Myonenneutrinos.
Teilchen aus den Tiefen des Weltalls kommen in vielen Formen und Größen vor, aber die meisten davon sind sehr, sehr klein. Zu ihrer Ehre: Neutrinos wurden direkt beobachtet. Andere wie das hypothetische AxionSie bleiben schwer fassbar und könnten, wenn ihre Existenz nachgewiesen wird, zumindest für einen Teil der dunklen Materie des Universums verantwortlich sein.
IceCube besteht aus langen Kabeln, die über 5.000 lichtempfindliche Geräte miteinander verbinden, die seltene blaue Lichtblitze erkennen, die entstehen, wenn Neutrinos mit ihnen interagieren Moleküle im antarktischen Eis. Cowen sagte, dass die Wahrscheinlichkeit, dass das Hintergrundrauschen ein Tau-Neutrinosignal verursacht, weniger als eins zu 3,5 beträgt Millionen. Ihre neue Erkenntnis „schließt das Fehlen astrophysikalischer [Tau-Neutrinos] auf der [5-Sigma] Ebene aus“, berichtete das Team. Grundsätzlich kann man davon ausgehen, dass Tau-Neutrinos verschwindend selten sind, aber vorhanden.
Fermilab baut eigene Neutrinodetektoren eine Meile unter Lead, South Dakota. Diese Detektoren – zusammen bekannt als das Deep Underground Neutrino Experiment (oder DUNE) sind fast eine Meile unter Erdoberfläche, und der erste Detektor wird voraussichtlich im Jahr 2029 betriebsbereit sein.
IceCube arbeitet seit über einem Jahrzehnt in der Antarktis, daher wird DUNE noch Nachholbedarf haben. Aber zwei Experimente mit Neutrinodetektoren sind besser als einer, also auf ein weiteres Jahrzehnt voller Entdeckungen.
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