【冰塊在南極發現宇宙中微子】

明道

【冰塊在南極發現宇宙中微子】

 

冰塊的提示： 1 公里3潛伏在冰層下

巨大的"望遠鏡"深埋在南極洲的冰塊已首次觀察到的宇宙中微子。

經營的冰塊實驗室的國際協作說這些正電、 幾乎無品質和非常高能粒子的檢測標記的天文電磁輻射不再是我們有的探索遙遠的宇宙的唯一手段的新時代的開始。

探測中微子從空間並不是新的。幾十年來物理學家們已經能夠觀察到太陽內部的核反應產生的中微子，以及那些由宇宙射線與地球大氣中的原子核相互作用產生。

但中微子從進一步遠直到現在仍難以捉摸，其極高的能量，使它們更加罕見，很難探測到比那些從接近到家裡。

與此同時，宇宙中微子是特別寶貴作為資訊載體，因為其惰性使他們可以通過雲的氣體和塵埃，否則會讓隱藏的遙遠天體物理物件檢視。

尤其是，他們可能能夠揭示宇宙射線的起源。

宇宙射線是由帶電粒子和他們帶去地球的路徑彎曲由星系和星系磁場，掩蓋他們的起源。

倍增觀看冰

$275 M 美國帶領冰塊望遠鏡，位於 Amundsen–Scott 研究中心在南極，包括 86 電纜，每個達 2.5 公里長，暫停內垂直孔在冰上。

附加到每個電纜是數十個光電倍增管。

倍增記錄出的次級粒子時傳入中微子碰撞與氫或氧原子核的冰裡面創建的切倫科夫輻射。

管和電纜的間距，以創建 1 公里3總探測器卷。

中微子與其他物質只有極弱，這意味著必須盡可能大如果他們要在合理的時間中註冊大量的中微子探測器進行交互。

要最大化它檢測的機會，冰塊協作了最初努力幾乎完全側重 μ 中微子，因為這些生成繼續旅行在幾公里的一個前進方向後中微子產生碰撞，所以允許從光電倍增管要包括在 dataset 中的交互，從而有效地增加探測器卷的介子。

然而，使用 2010 年 5 月和 2012 年 5 月之間收集的資料進行一雙發現說服團隊要採取不同的方法。

資料包含兩個碰撞 — — 綽號伯特和厄尼和每個涉及高達 1015 eV 的動能 — — 位於探測器的邊界內。

因此，研究人員開始使用只有高能事件裡面已檢測的立方公里的冰原產新分析。

大淋浴

這一舉動有限研究人員必須與工作但使它更容易篩選出涉及更為豐富大氣中微子的碰撞的資料的量。

這是因為宇宙起源的高能事件傾向于創建淋浴的二次粒子在探測器，而傾向于低能量大氣中微子產生單個 μ 介子軌道 (見圖"A 洗澡被稱為的厄")。

 

洗澡叫厄尼

戰略付清和研究人員的變動此後發現另一個 26 事件與能量的至少 3 × 1013 eV。

此外，團隊計算只有約 11 總數的 28 事件很可能由大氣中微子或介子引起。

這些結果，研究人員得出結論，提供被稱為 4σ 證據的宇宙中微子 ； 檢測換句話說，他們的統計數字表明只有一個在 15,000 的機會，它們的事件的所有可以通過純粹大氣現象解釋說。

冰塊專案負責人法蘭西斯 · Halzen威斯康星-麥迪森大學的說："這是我們有的大氣的起源，不是的中微子的第一個證據"。

"它開啟了一個新的波長在天文學方面，由於一種不同的粒子"。

埃米利奧 · Migneco 的義大利國家核子物理研究所在卡塔尼亞，不是成員的冰塊協作，指出 5σ 證據 （少於一中 100 萬機會的統計上的偏差） 是通常要求一個新的發現所需的標準。

不過，他說"信號似乎清楚地擺脫背景"，添加，結果是"非常令人興奮和將會打開一個新的視窗，對宇宙的觀察"。

低角解析度

然而，Migneco 警告說不只是尚未打開視窗，指出那天文觀測將需要檢測到冰塊，與天空中的特定物件相關的中微子。

最新的結果提示，至少提供一些檢測到的宇宙中微子生成在銀河系的中心，但測量的角解析度足夠高，可以證明這一點，並不確實的冰塊協作使沒有這種索賠在其檔中。

Migneco 是目前正在建設在西西里島的水域的KM3NeT中微子望遠鏡前統籌，說在北半球，如 KM3NeT，一個設施"可説明解決這一難題，因為它將會有更好的看這一區域的天空"。

冰塊本身還將集中精力試圖解決這一問題。

"現在，我們知道我們正在尋找，我們可能會發現有很多的其他事件很容易，"Halzen 說。"統計是關鍵。尤其是那些從 μ 中微子，軌道，説明確定他們從哪裡來的."

可能的資料告訴我們什麼？Halzen 說："它會令人失望是否我們不設法查明這種方式的宇宙射線的來源"。但也有可能是驚喜，以及。

一個驚喜將標識的宇宙射線源，找出它是什麼理論家在過去的 100 年中想到。

調查結果所述科學.

關於作者

愛德溫 · 卡特是一個設在羅馬的科學作家

 

 

引用：http://www.microsofttranslator.com/bv.aspx?from=&to=zh-CHT&a=http%3A%2F%2Fphysicsworld.com%2Fcws%2Farticle%2Fnews%2F2013%2Fnov%2F21%2Ficecube-finds-cosmic-neutrinos-at-the-south-pole