Pôvod kozmického žiarenia bol jedným z najtrvalejších záhad fyziky a vyzerá to, že takto zostane na chvíľu. Jedným z vedúcich kandidátov, z ktorých kozmické lúče pochádzajú, sú výbuchy gama lúčov a fyzici dúfali, že obrovský antarktický detektor s názvom Neutrino Observatórium IceCube túto teóriu potvrdí. Avšak pozorovania viac ako 300 GRB nepreukázali žiadne dôkazy kozmického žiarenia. Skrátka, kozmické lúče nie sú také, ako sme si mysleli.
Ale rovnako ako Thomas Edison, ktorý povedal, že „každý zlý pokus o vyradenie je ďalším krokom vpred“, fyzici považujú tento najnovší poznatok za pokrok.
"Aj keď sme nezistili, odkiaľ kozmické lúče pochádzajú, urobili sme významný krok k vylúčeniu jednej z vedúcich predpovedí," uviedol hlavný vyšetrovateľ IceCube a profesor fyziky University of Wisconsin - Madison Francis Halzen.
Kozmické lúče sú elektricky nabité častice, ako napríklad protóny, ktoré zasiahnu Zem zo všetkých smerov, s energiou až stok miliónov miliónov vyššou ako energie, ktoré vznikajú v umelých urýchľovačoch. Intenzívne podmienky potrebné na generovanie takýchto energetických častíc zamerali záujem fyzikov na dva potenciálne zdroje: masívne čierne diery v centrách aktívnych galaxií a výbuchy gama lúčov (GRB), záblesky gama lúčov spojené s extrémne energetickými explóziami, ktoré boli pozorované vo vzdialených galaxiách.
IceCube používa neutrína, o ktorých sa predpokladá, že sprevádzajú produkciu kozmického žiarenia, aby preskúmala tieto dve teórie. V príspevku uverejnenom 19. apríla v časopise Nature, vedci IceCube opisujú hľadanie neutrín emitovaných z 300 pozorovaných výbuchov gama lúčov, naposledy v zhode so satelitmi SWIFT a Fermi medzi májom 2008 a aprílom 2010. Prekvapivo nenašiel žiadny - výsledok, ktorý je v rozpore s 15 rokmi predpovedí a spochybňuje jednu z dvoch vedných teórií o pôvode najvyšších kozmických lúčov energie.
Detektor hľadá vysokú energiu (teraelektronvolt; 1012-elektronvolt) neutrína a vo svojej práci uviedli, že našli hornú hranicu toku energetických neutrín spojených s GRB, ktorá je najmenej o 3,7 nižšia ako predpovede. To znamená, že buď GRB nie sú jediným zdrojom kozmického žiarenia s energiami väčšími ako 1018alebo je účinnosť výroby neutrínu oveľa nižšia, ako sa predpokladalo. Vedci tvrdia, že naše súčasné teórie výroby kozmického žiarenia a neutrínu v GRB budú musieť byť revidované. “Výsledok tohto hľadania neutrín je významný, pretože prvýkrát máme nástroj s dostatočnou citlivosťou na otvorenie nového okno o produkcii kozmického žiarenia a vnútorných procesoch GRB, “uviedol hovorca IceCube a profesor fyziky University of Maryland Greg Sullivan. „Neočakávaná neprítomnosť neutrín v GRB prinútila prehodnotiť teóriu výroby kozmických lúčov a neutrín v ohnivej gule GRB a možno aj teóriu, že v ohnivých guľách vznikajú kozmické lúče s vysokou energiou.“ IceCube je detektor častíc v Južný pól, ktorý zaznamenáva interakcie takmer nehmotných neutrín. Prístroje pozorujú neutrína detegovaním slabého modrého svetla vzniknutého pri neutrínových interakciách v ľade. Neutrína môžu ľahko cestovať cez ľudí, steny alebo celé planéty, napríklad Zem. Aby bolo možné zistiť ich zriedkavé interakcie, je IceCube postavený v obrovskom rozsahu. Jeden kubický kilometer ľadového ľadu, ktorý je dostatočne veľký na to, aby sa zmestil do pyramídy v Gíze 400-krát, je vybavený 5 160 optickými snímačmi zabudovanými až do hĺbky 2,5 kilometra v ľadu. GRB, najsilnejšie výbuchy vesmíru, sú zvyčajne najprv pozorované satelitmi používajúcimi X - lúče a / alebo lúče gama. GRB sú vidieť asi raz denne a sú také jasné, že ich možno vidieť z polovice viditeľného vesmíru. Výbuchy zvyčajne trvajú iba niekoľko sekúnd a počas tejto krátkej doby môžu zatieniť všetko ostatné vo vesmíre. Vedci tvrdia, že lepšie teoretické porozumenie a ďalšie údaje z konkurenčného detektora IceCube pomôžu vedcom lepšie pochopiť záhadu výroby kozmického žiarenia. IceCube v súčasnosti zhromažďuje viac údajov pomocou finalizovaného, lepšie kalibrovaného a lepšie pochopeného detektora. IceCube je prevádzkovaný v spolupráci s 250 fyzikmi a inžiniermi z USA, Nemecka, Švédska, Belgicka, Švajčiarska, Japonska, Kanady, Nového Zélandu, Austrálie a Barbados. Viac informácií o IceCube.
Zdroj: IceCube / Wisconsinská univerzita
