Neutrino Observatorier
Kosmiske stråler er strømme af elementarpartikler, der bevæger sig med høje energier i
Da kosmiske stråler ikke kun består af neutrale partikler (eller neutrinoer), men også af ladede, interagerer deDenne interaktion ændrer deres bane og gør det vanskeligt for dem atIdentifikation af strålingskilden.
Samtidig passerer neutrale partikler fritgennem magnetiske felter, efter den oprindeligt definerede bane. Hvert sekund omkring 100 milliarder neutriner passerer gennem en kvadrat tomme af din krop. De fleste af dem er dannet ved sammenløbet af protoner i solen og energisk nok, at de kan identificeres, men nogle nå vores planet uden for Mælkevejen.
Neutrinos på jorden er meget vanskelige at ordne -disse grundlæggende partikler handler næsten ikke om noget med undtagelse af sjældne tilfælde af neutrinos kollision med kernen i et atom og den nukleare reaktion, der følger efter den.
Konsekvenserne af sådanne nukleare reaktioner er næsten umærkelige: når neutrinoer kolliderer med kernen i et atom,Cherenkov-stråling er en svag blå glød, der kun er synlig i meget klart vand eller is.Strålingen lagrer information om neutrinoens bane og gør det muligt at beregne partiklens energi.Dette gør det muligt for fysikere at studere sjældne partikler på trods af at de er tilbageholdende med at gåvekselvirkning.
isterning
Det meste af isen indeholder luftbobler,som danner huler og forvrænger neutrino bane data. Men på dybder på mere end 2 km ved Sydpolen er isen en homogen struktur uden bobler - trykket i det er så stort, at isen krymper og styrker luften, indtil den bliver "ren".
IceCube mission
Fysikere fra IceCube-missionen udnyttede denne funktion af dyb antarktisk is - observatoriet, de byggede, ligger i en dybde på 2,5 km under Amundsen-Scott forskningsstationog er en neutrinodetektor med et areal på ca. 1 kubikmeter.km.
Stationen er udstyret med 56 "strenge" og 5.200 optiske sensorer.Optiske sensorer forsøger at detektere den svage blå glød af muoner, partikler, der dannes ved kollisioner af neutroner med isatomer og udsender strålingEt svagt blåt skær.
Strings under Amundsen-Scott stationen
Selvom observatoriet ligger påSydpole detektorer indsamler data om kosmiske neutrinos, der kommer fra alle verdens hjørner, især fra den nordlige halvkugle. På samme tid er jordens masse et filter, der afskærer "ekstra" eller lav-energi partikler.
I 2014 lykkedes forskere fra IceCube-missionenbevise at extragalactic neutrinos når jorden. I de første tre års drift registrerede observatoriet 37 neutrinos med en energi på mere end 30 TeV, hvilket er fem gange mere end en protons energi.
I september 2017, videnskabsmænd for første gang i historienoptagede neutrinoer med en initial energi på 230 TeV. Takket være data fra Fermi gamma teleskopet har astrofysikere opdaget en strålekilde - blazeren TXS 0506 + 056, der ligger i en afstand på 4 milliarder lysår fra Jorden.
Godt førende til IceCube Observatory
Disse opdagelser forklarer betydningen af at studere neutrinos.- Disse grundlæggende partikler vil give forskere mulighed for at udforske kosmiske kroppe placeret i en afstand på mere end 13 milliarder lyse år. Uden for denne grænse er rummet fyldt med neutrale hydrogenatomer, som absorberer synligt lys, men neutriner overvinder dette rum frit.
Super-Kamiokande og SNO
I slutningen af forrige århundrede modtog forskere fra Super-Kamiokande- og SNO-projekterne Nobelprisen for deres opdagelse af neutrinoernes egenskaber.Eksperimenter på detektorer baseret på princippet om fiksering af Cherenkov-stråling har vist, at denne grundlæggende partikel haren masse, der adskiller sig fra nul.
Gravitationsbølge observatorier
Rumtidsudsving opdager megetvanskelig. Faktum er, at sådanne svingninger, der opstår som følge af ændringer i gravitationsfelterne, er meget svage, de er ikke senserede af sanserne og opfattes ikke af konventionelle instrumenter, i modsætning til lyd eller et radiosignal.
Eksistensen af gravitationsbølger foreslogAlbert Einstein i sin generelle relativitetsteori. En teoretisk fysiker troede, at årsagen til sådanne svingninger er accelerationen af masse i universet, fx sammenlægning eller absorption af to store genstande af hinanden. Bølger giver dig mulighed for at bestemme objekters størrelse og afstanden til dem. Baseret på disse data kan forskere genskabe kosmiske kroppe, før de kolliderer.
For første gang i historien blev en gravitationsbølge registreret af forskere fra samarbejdet mellem LIGO / VIRGO-eksperimenterne - udsving i rumtiden opstod som følge af fusionen af to sorte hullerog fremkomsten af et supermassivt roterende sort hul.
Fusionen af to sorte huller
LIGO/Jomfruen
LIGO arbejder med princippet om interferometer -Observatoriet består af to skuldre med en længde på 4 km. I begyndelsen og i slutningen af hver af dem er ultrateknologiske spejle monteret på isolerede vibrationsborde, der bevæger sig i samme plan. Laserstrålerne i hver af skuldrene bevæger sig fra det fjerne punkt og forener sig i midten.
LIGO Observatory
Ideen bag eksperimentet er, at forvrængningen af rumtiden forårsaget af en firpolet tyngdebølge ville få en af armene til at forlænge subtilt, mens den trækker sig sammen med den anden.Med andre ord, hvis en af bjælkerne ankommer med en lille forsinkelse, udløses denEt signal, der kan indikere detektion af en tyngdebølge.
Denne forlængelse er ekstremt lille - i september 2017LIGO-fysikere har bemærket en forkortelse af laserlængden i armen med en trilliondel af en meter - omkring en tusindedel af protonens diameter. Desuden var forskellen i ankomsttidspunktet for laserstrålerne kun 10 ms.
Jomfruen arbejder på samme princip og tillader detcheck LIGO data. Nu er begge projekter frosset på ubestemt tid. Hidtil har LIGO og dets europæiske partner Jomfru registreret i alt fire gravitationsbølger - i 2015 og 2017.
Fysikere forventer, at undersøgelsen af gravitationsbølger vil gøre det muligt at forstå årsagerne til ultrafast rotation af neutronstjerner for at studere processen med sammenlægning af sorte huller.
Elisa
Forskere fra NASA og det europæiske rumAgenturer (ESA) arbejder også på et projekt af et tyngdebølgeobservatorium i rummet - eLISA-antennen. Enheden, som LIGO, vil fungere på princippet om et interferometer, men laserstrålen vil bevæge sig mellem spejlerne på en astronomisk afstand. Dette vil reducere frekvensen af bølgerne opfattet af orbiter med fire til fem størrelsesordener i forhold til LIGO.
Nu er projektet på designstadiet. Lanceringen af rumantenne er planlagt til 2034, projektets forventede varighed er fem til ti år.