Čtvrtek 28.června 2023 byl den velkých astronomických novinek. Kromě historického objevu gravitačního pozadí (škoda, že to v češtině zní tak lascivně) se s neméně zajímavým úspěchem ozvala i observatoř IceCube. Na jižním pólu zmapovali vysokoenergetická neutrina, která tentokrát nepřilétla z předalekého vesmíru, ale z naší staré dobré Mléčné dráhy.
Mléčnou dráhu známe či spíše dnes již neznáme kvůli všudypřítomnému světelnému znečištění jako fantazii dráždící šmouhu přes celou oblohu, posypanou hvězdami. Jsou ale i jiné možnosti. IceCube vytvořila první a naprosto fascinující snímek Mléčné dráhy, který je založený na detekci vysokoenergetických neutrin. V tomto případě jde o neutrina o energiích, které milionkrát až miliardkrát překračují energii neutrin z fúzní výhně hvězd.
Jak upozorňuje vedoucí výzkumu IceCube, u neutrin, na rozdíl od elektromagnetického záření na jakýchkoliv vlnových délkách, jsme svědky toho, že zdroje z dalekého vesmíru přezáří naše zdroje v Mléčné dráze.
Vědci již nějakou dobu předpokládali, že když pozorujeme gama záření z oblasti galaktické roviny, které vzniká díky interakcím vysokoenergetických protonů a těžších částic kosmického záření s galaktickým plynem a prachem, měla by tam vznikat i vysokoenergetická neutrina
Výzkum vysokoenergetických neutrin není vůbec jednoduchý. Badatelé museli vyvinout analýzy dat, které zvýšily citlivost observatoře vůči astrofyzikálním neutrinům z jižní oblohy. Zásadním průlomem bylo zavedení algoritmů strojového učení, které podstatně zlepšily identifikaci neutrin, stejně jako určení jejich energie a směru letu. Celý tento výzkum opět potvrdil, jak užitečné jsou umělé inteligence ve výzkumu vesmíru.
Badatelé v tomto případě použili soubor pozorování celkem 60 tisíc neutrin, který zahrnuje data za 10 let provozu observatoře IceCube. Je to zhruba 30krát větší objem dat než u dřívějších podobných analýz. Při výzkumu rovněž posloužila pozorování v oblasti gama záření, pořízená například vesmírnou observatoří Fermi Gamma-ray Space Telescope.
Naoko Kurahashi Neilson z Drexel University se raduje, že první pozorování naší galaxie s využitím jiných částic než fotonů elektromagnetického záření, představuje veliký skok vpřed. Jak se vyvíjí neutrinová astronomie, dostáváme tím k dispozici „nové čočky“ pro pozorování vesmíru. Jak to v podobných případech bývá, velký úspěch přináší více otázek než odpovědí. Teď přijde na řadu napínavé pátrání po konkrétních zdrojích vysokoenergetických neutrin v Mléčné dráze.
Video: High-energy 'ghost particles' detected in Milky Way by IceCube Neutrino Observatory
Literatura
Agónie nové fyziky pokračuje: Observatoř IceCube nenašla sterilní neutrina
Autor: Stanislav Mihulka (10.08.2016)
Záhada vyřešena: Zdrojem extrémně energetických neutrin jsou blazary
Autor: Stanislav Mihulka (13.07.2018)
Vědci lapili neutrino odpálené supermasivní černou dírou po sežrání hvězdy
Autor: Stanislav Mihulka (23.02.2021)
Do Antarktidy vrazilo monstrózní antineutrino a spustilo nikdy neviděný jev
Autor: Stanislav Mihulka (13.03.2021)
Limita na hmotnost neutrina se díky spektrometru KATRIN snížila
Autor: Vladimír Wagner (16.02.2022)
Největší narušení kombinované CP symetrie
Autor: Vladimír Wagner (02.04.2022)
Einsteinův teleskop gravitačních vln
Autor: Vladimír Wagner (16.06.2022)
První přímé pozorování neutrina na urychlovači LHC
Autor: Vladimír Wagner (24.04.2023)
Diskuze:
Že by trošku podvrh?
Pavel Polouček,2023-07-02 19:05:10
Pokud by byl 16 Mpx obrázek Mléčné dráhy prezentovaný v článku sestaven ze 60 tisíc zaznamenaných událostí, připadalo by na jeden pixel s nenulovou hodnotou 266 pixelů černých, tzn. ve čtverci 16 x 16 pixelů by byl v průměru necelý jeden pixel s nějakou nenulovou hodnotou šedi. Když si ten obrázek zvětšíte, uvidíte, že i v těch nejtmavších částech jsou tam nenulových pixelů minimálně desítky. Navíc je ten snímek barevný, zatímco informace z neutronového detektoru má pouze jeden rozměr (energii). Takže se dá prakticky s jistotou předpokládat, že ten snímek pochází z nějakého dalekohledu zobrazujícího fotony (možná z toho zmíněného Fermi Gamma-ray Space Telescope) a s těmi detekovanými neutriny je propojen jedině senzachtivostí autorů článku.
Re: Že by trošku podvrh?
Josef Šoltes,2023-07-02 19:46:07
Bude to pravděpodobně snímek vytvořený AI s využitím značné extrapolace a podkladového snímku z nějakého dalekohledu.
Re: Re: Že by trošku podvrh?
Pavel Polouček,2023-07-03 21:41:17
Nebo to bude jen ten podkladový snímek, jehož použití žádné zvláštní úsilí nevyžaduje.
Re: Že by trošku podvrh?
Vít Výmola,2023-07-07 00:53:34
Podvrh je trošku silné slovo, nemyslíte?
Ale jinak máte pravdu, z 60 tisíc neutrin se takový obrázek vytvořit nedá. Je to ve skutečnosti kombinace podkladového snímku ve viditelném světle a neutrinového obrazu, což jsou ony světle modré skvrny v popředí. Doporučuji podívat se do zdrojového článku, kde jsou vrstvy rozdělené a popsané. Dost možná to mělo být takto uvedeno i tady, protože jinak je to prostě matoucí.
Ako
Vladimír Bzdušek,2023-07-02 11:37:07
sa určuje smer, odkiaľ prileteli neutrína? Ak teda vykreslili tvar Ml. dráhy.
Tak odkud jsou?
Jiri Gutman,2023-07-02 01:26:16
Citace 1
"která tentokrát nepřilétla z předalekého vesmíru, ale z naší staré dobré Mléčné dráhy."
Citace 2
"jsme svědky toho, že zdroje z dalekého vesmíru přezáří naše zdroje v Mléčné dráze"
Zajímavé pokroky. Dvě laické otázky:
D@1imi1 Hrušk@,2023-07-01 23:43:32
1.)
10e6 až 10e9 krát větší energie než u fúzních neutrin ze Slunce... takže zhruba 1 TeV? Jaká nejenergetičtější neutrina umíme vytvořit uměle?
2.)
Jak se vlastně ví, že záblesky v tom ledu způsobují zrovna neutrina a nikoliv nějaké jiné částice nebo reakce?
Re: Zajímavé pokroky. Dvě laické otázky:
Pavel K2,2023-07-02 09:20:41
ad 2) Je to hluboko v ledu, takže jiné částice interagují blíž k povrchu. Záblesky technicky vzato způsobují miony, které vznikly nárazem neutrina na proton.
Re: Re:
D@1imi1 Hrušk@,2023-07-02 10:00:59
Hypoteticky by ty muony mohly vznikat interakcí nějakých dosud neznámých částic (temné hmoty)? Nebo ne?
Re: Re: Re:
Pavel K2,2023-07-02 10:33:22
Určitě ne, páč jsou tu hordy vědců, celých říčných po Nobelovce a rozhodně by si toho všimli a dali najevo nějakým super PR. Čili to je vyloučené :-)
Re: Re: Re: Re:
D@1imi1 Hrušk@,2023-07-02 11:09:46
To je asi pravda, ale není to moc fyzikální vysvětlení :-) Ta zákonitost, která za tím stojí, by mohla být při polopatickém vysvětlení laicky zajímavá.
Re: Re: Re: Re: Re:
Jirka Naxera,2023-07-04 16:58:15
No dobre, udelejte null hypotezu, ktera Vam zreplikuje smer Slunce a priblizne tvar mlecne drahy.
"Neutrina by tohle mela zobrazit" + "neco to takhle zobrazuje" + "Neni zanmy zadny jiny mechanismus, ktery by dal podobne vysledky" je IMHO dostatecne silne vysvetleni.
Re: Zajímavé pokroky. Dvě laické otázky:
Florian Stanislav,2023-07-02 14:37:41
ad1) Tau neutrino má do 18 MeV. Sluneční neutrina jsou elektronová neutrina s energiemi do 14 MeV.
ad2) https://www.aldebaran.cz/zvuky/blyskani/docs/31.html
"Letící neutrino interaguje s protony v obyčejné nebo těžké vodě. Přitom z místa srážky vyletí elektron nebo mion s velkou energií. Tak velkou, že se ve vodním prostředí pohybuje rychleji než světlo. Samozřejmě, že tato rychlost je ale nižší než rychlost světla ve vakuu. Elektron letící v daném prostřední nadsvětelnou rychlostí září a za ním se táhne charakteristický kužel tzv. Čerenkovova záření. A právě toto záření nám pomůže odhalit původní neutrino. Čerenkovovy kužele za elektronem nebo mionem zachytávají detektory na stěnách nádoby, kterým říkáme fotonásobiče."
Re: Re: Zajímavé pokroky. Dvě laické otázky:
D@1imi1 Hrušk@,2023-07-02 15:07:21
ad2) Z toho ale vyplývá, že se pouze detekují elektrony s rychlostí blízkou "c". Pokud je cokoliv jiného schopné takto urychlit elektron, jak by se zjistilo, že to nezpůsobilo neutrino? 60 tisíc případů na ploše 10 let v takové obrovské mase hmoty je strašně řídký výskyt. Proč by za těmi případy nemohly stát i nějaké jiné exotické částice nebo reakce? Má snad ten Čerenkův kužel od neutrina nějaké nějaké specifické, očekávané vlastnosti, podle kterých jej lze určit?
Re: Re: Re: Zajímavé pokroky. Dvě laické otázky:
Pavel K2,2023-07-02 16:35:09
To vyplývá z rozpadových řad (kterých je strašně moc, ale jsou známé) a každá ta událost se podle toho vyhodnocuje jednak konkrétně (jestli to odpovídá srážce neutrina s protonem), jednak statisticky (jestli se třeba nějaká záhadná částice nesráží nějak podobně) - to se vyhodnocuje podle modelů, kolik neutrin má vznikat ve slunci a k tomu ty ostatní z kosmického pozadí. To co jsem psal o hordě vědců je zcela vědecké vysvětlení, protože oni v těch hromadách dat až "zoufale" hledají cokoli, co by třeba mohlo být temnou hmotou, temnou energií, nebo "částicí za standardním modelem". Jakmile by bylo cokoli podezřelého, jdou po tom. Takže oni mají v podstatě stejný nápad jako vy a snaží se to najít.
Re: Re: Re: Re: Zajímavé pokroky. Dvě laické otázky:
D@1imi1 Hrušk@,2023-07-02 21:07:10
Vědecké vysvětlení to rozhodně není, je to selská dedukce a dospěl jsem k ní taktéž - ještě před svým dotazem ;-) Nepředpokládám, že by těm vědcům něco uniklo. Ale vzhledem k tomu, že ta čidla zřejmě zachycují jen záblesky viditelného světla, zajímalo mě zevrubně, jak je možné z toho záblesku rozkódovat tolik podrobných informací o jeho zdroji.
Rozpadovou řadu tedy zjišťují z časových rozestupů dílčích záblesků každé události? Nebo jinak?
Směr je, předpokládám, daný tvarem Čerenkova kuželu a energie neutrina celkovým množstvim světla...
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
