Do Antarktidy vrazilo monstrózní antineutrino a spustilo nikdy neviděný jev  
Neutrinová observatoř IceCube získala další skalp. Antineutrino detekované v roce 2016 neslo energii 6,3 PeV, čímž se stalo nejvíce energetickou antičásticí, s jakou jsme doposud měli tu čest. Observatoř při jeho detekci poprvé v historii fyziky pozorovala Glashowovu rezonanci, tedy vznik bosonu W při srážce antineutrina s elektronem, jev předpovězený už před šedesáti lety.
IceCube na jižním pólu. Kredit: Raffaela Busse, IceCube / NSF.
IceCube na jižním pólu. Kredit: Raffaela Busse, IceCube / NSF.

Proslavená neutrinová observatoř na jižním pólu IceCube Neutrino Observatory před časem detekovala přílet obludně energetické antičástice. Nakonec se z toho byl rekord. Do antarktického ledu narazila nejvíce energetická antičástice, jakou jsme kdy viděli. K této srážce došlo sice už v roce 2016, ale vědci publikovali výsledky až teď v časopisu Nature.

 

Bylo to antineutrino, antihmotový protějšek přízračného neutrina, tedy částice s nesmírně malou hmotností. Přiletělo z vesmíru rychlostí blízkou rychlosti světla, nepochybně z ohromující vzdálenosti, aby skončilo svou životní pouť v antarktickém ledu. Někde tam se toto antineutrino srazilo s elektronem, což vyvolalo spršku částic, kterou pak následně detekovala IceCube.

 

Podobných detekcí už tam měli celou řadu. Tentokrát to ale bylo poněkud jiné. Badatelé totiž úplně poprvé v historii zaznamenali přítomnost jevu, který byl dávno předpovězen, ale zatím ho ještě nikdo nikdy neviděl. Předpověděl ho v roce 1960 fyzik Sheldon Glashow, spoludržitel Nobelovy ceny za fyziku z roku 1979 (za teorii elektroslabé interakce), tehdy postgraduální badatel dánského Nordic Institute for Theoretical Physics.

 

Sheldon Glashow. Kredit: Luboš Motl / Wikimedia Commons.
Sheldon Glashow.
Kredit: Luboš Motl
Wikimedia Commons.

Podle jeho předpovědi by srážka antineutrina o dostatečně vysoké, či spíše vyloženě monstrózní energii s elektronem, měla vytvořit těžký a krátkověký boson W. Ten je společně s bosonem Z elementární částicí, která zprostředkovává slabou fyzikální sílu. Glashow tehdy vycházel ze Standardního modelu částicové fyziky a popsanému mechanismu se dnes říká Glashowova rezonance. Samotný Glashow stále žije, takže měl z prvního pozorování svého jevu určitě radost. Zároveň jde o luxusní potvrzení fungování Standardního modelu.

 

Aby došlo ke Glashowově rezonanci, tak přilétající antineutrino muselo mít energii 6,3 PeV. To samozřejmě mnohonásobně překračuje výkon nejlepších soudobých urychlovačů částic na Zemi. Je to úděsná energie na takovou částici. V CERNu spočítali, že částice o energii 1 TeV zhruba odpovídá jednomu komáru v letu. 6,3 PeV se rovná 6 300 TeV, takže rekordní antineutrino neslo energii hejna 6 300 komárů. Anebo energii jednoho výrazně hypersonického komára, který by letěl rychlostí Mach 8,2.

 

Feynmannůb diagram Glashowovy rezonance. Kredit: ParticleBites.
Feynmanův diagram Glashowovy rezonance. Kredit: ParticleBites.

Vzhledem k takto ohromným nárokům na energii částic nikdo nepočítal s tím, že v dohledné době uvidíme Glashowovu rezonanci na pozemských urychlovačích. Jenomže vesmírné urychlovače jsou mnohem výkonnější, takže se do této záležitosti mohla vložit observatoř IceCube. Vědci si zatím nejsou jistí, jaký vesmírný urychlovač je za tímto monstrózním neutrinem, ale budou po tom pátrat.

 

 

Video: South Pole Tour | IceCube Neutrino Observatory

 

Literatura

Live Science 12. 3. 2021.

Nature 591: 220–224.

Datum: 13.03.2021
Tisk článku

Související články:

Extrémní neutrino poprvé vystopováno mimo Mléčnou dráhu     Autor: Stanislav Mihulka (25.04.2016)
Anomálie v produkci reaktorových antineutrin vysvětlena     Autor: Vladimír Wagner (21.04.2017)
Záhada vyřešena: Zdrojem extrémně energetických neutrin jsou blazary     Autor: Stanislav Mihulka (13.07.2018)
První detekce příspěvku neutrin z CNO cyklu     Autor: Vladimír Wagner (04.12.2020)
Vědci lapili neutrino odpálené supermasivní černou dírou po sežrání hvězdy     Autor: Stanislav Mihulka (23.02.2021)



Diskuze:

odlehceny pohled

Vyta Karasek,2021-03-17 01:03:23

panove,
pripadne prehlednute dame v diskuzi se omlouvam. nechci zpochybnovat vase intelektualni usili vynalozene pro srovnani energii komara a antineutrina. jen mi to pripomnelo jednu scenku o jinem kvaziproblemu: https://www.youtube.com/watch?v=liIlW-ovx0Y

preji pobaveni i pripadne pouceni o diskutovani.
vk

Odpovědět

Nejenergičtější částice?

Michal Kejík,2021-03-13 22:37:29

Asi šlo o nejenergičtější částici zachycenou přímo v detektoru. Nicméně observatoř Pierra Augera detekuje částice s ještě podstatně vyšší energií až 1E20 eV, což je 16J, má ji třeba prudce odpálený tenisový míček.

Odpovědět


Re: Nejenergičtější částice?

Radovan R,2021-03-13 23:09:06

antičástice

Odpovědět

Jeden letící komár

Václav Vodička,2021-03-13 20:33:46

Rychlost 1 komára o hmotnosti 2 mg mi vychází na cca 32 m/s, aby měl energii 1mJ. (počítám E=0,5mv^2, to by snad mělo platit, ne?) Každopádně je i to naprosto nepředstavitelné :-)

Odpovědět


Re: Jeden letící komár

Florian Stanislav,2021-03-13 23:08:32

Komár m= 2 mg, rychlost 0,5 m/s, pak E=2,5E-7 [J]. Tedy 4 000 komárů na E = 0,001 [J],
což je 6,3 PeV. Zřejmě počítali v= 0,4 m/s, pak E=1,6E-7 [J], čili 6 250 komárů na 6,3 PeV.

Odpovědět


Re: Re: Jeden letící komár

Ondřej Spálenka,2021-03-15 12:06:31

Jak by to bylo, kdyby to byla pohybující se Fabie?
1Fabia = 1200kg = 600.000.000 komárů = 0.600 GigaKomárů
vyšlo mi v=16.7 mm/h
No nevím, jestli to mé představě pomohlo. A možná to mám špatně.

Odpovědět


Re: Re: Re: Jeden letící komár

Jiri Bay,2021-03-16 11:32:29

Ještě prosím spočítat, jak dlouho by trvalo, než by takovou rychlostí přejela fotbalové hřiště...

Odpovědět


Re: Re: Jeden letící komár

Václav Vodička,2021-03-16 11:15:42

Moje reakce byla spíš mířena na rychlost jednoho komára v článku uváděná jako Mach 8,2..
Mach 8,2 je 2 812 m/s a takto letící komár by měl energii cca 7,9 kJ.

Odpovědět

převedeno do názorného příkladu

Vratislav Zapletal,2021-03-13 11:06:24

7 tisíc podobných titěrných nic s touto energií dává 7 Joule a to je energie, kterou má půl gramová diabolka u ústí vzduchové pistole při sportovní střelbě na vzdálenost 10m. A prostřelí třeba i tenčí telefonní seznam. Prostě je to docela prda :-).

Odpovědět

Přepočet komárů na SI

Petr Kotek,2021-03-13 09:44:35

Když ty komáry přepočteme na SI jednotky, tak 6,2PeV je přibližně tisícina J, neboli 1mJ.

Odpovědět


Re: Přepočet komárů na SI

Václav Dvořák,2021-03-14 21:50:19

1mJ - toto je celkem zásadní údaj. Když si člověk uvědomí, kolik Joule má letící kulka z pistole, o Akáčku nemluvě, tak je to nic. Ale důležité je, že by to aspoň člověk pocítil jako štípnutí, v případě že by to bylo třeba letící ostré šídlo :D Takže komáří v takovém případě dobré srovnání.

Odpovědět

Pekné video

Pavel Gašperík,2021-03-13 08:49:27

Vdaka za priblíženie atmosféry na ICN-Observatory . Zima je tam teda poriadna . Na videjku cca od 11.minúty impozantné zábery polárnej žiary a nad ňou Mliečna dráha . Spomenul som si na legendárny horor Thing ...

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace