Nötrino Gözlemevleri
Kozmik ışınlar, yüksek enerjilerde hareket eden temel parçacıkların akışlarıdır.
Kozmik ışınlar sadece nötr parçacıklardan (veya nötrinolardan) değil, aynı zamanda yüklü olanlardan da oluştuğu için etkileşime girerlerBu etkileşim yörüngelerini değiştirir ve yapmalarını zorlaştırır.Radyasyon kaynağının tanımlanması.
Aynı zamanda nötr parçacıklar serbestçe geçerbaşlangıçta tanımlanmış yörüngeyi izleyen manyetik alanlar sayesinde. Her saniye yaklaşık 100 milyar nötrino, vücudunuzun bir inç karesinden geçer. Bunların çoğu Güneş üzerindeki protonların birleşmesiyle oluşur ve tanımlanacak kadar enerjik değildir, ancak bazıları gezegenimize Samanyolu'nun dışından ulaşır.
Dünyadaki nötrinoları düzeltmek çok zor -Bu temel parçacıklar, bir atomun çekirdeği ile nötrinoların çarpışmasının nadir vakaları ve onu takip eden nükleer reaksiyon dışında, hemen hemen madde ile etkileşime girmezler.
Bu tür nükleer reaksiyonların sonuçları neredeyse algılanamaz: nötrinolar bir atomun çekirdeği ile çarpıştığında,Çerenkov radyasyonu, yalnızca çok berrak su veya buzda görülebilen soluk mavi bir parıltıdır.Radyasyon, nötrinonun yörüngesi hakkında bilgi depolar ve parçacığın enerjisini hesaplamayı mümkün kılar.Bu, fizikçilerin gitmeye isteksiz olmalarına rağmen nadir parçacıkları incelemelerine izin veriretkileşim.
ICECUBE
Buzun çoğu hava kabarcığı içeriyor.Bu, nötrino yörünge verilerini geçersiz kılar ve bozar. Ancak Güney Kutbu'ndaki 2 km'den daha derin olan derinliklerde, buz kabarcıkların olmadığı homojen bir yapıdır - içindeki basınç o kadar büyüktür ki buz “temiz” hale gelene kadar havayı çeker ve dışarıya zorlar.
IceCube görevi
IceCube misyonundan fizikçiler, derin Antarktika buzunun bu özelliğinden yararlandılar - inşa ettikleri gözlemevi, Amundsen-Scott araştırma istasyonunun altında 2,5 km derinlikte bulunuyorve yaklaşık 1 metreküp alana sahip bir nötrino dedektörüdür.kilometre.
İstasyon 56 "dizi" ve 5.200 optik sensör ile donatılmıştır.Optik sensörler, nötronların buz atomlarıyla çarpışmasıyla oluşan ve radyasyon yayan parçacıklar olan müonların soluk mavi parıltısını tespit etmeye çalışırSoluk mavi bir parıltı.
Amundsen-Scott istasyonunun altındaki teller
Gözlemevi üzerinde olmasına rağmenGüney Kutbu dedektörleri, dünyanın her köşesinden, özellikle kuzey yarımküreden gelen kozmik nötrinolar hakkında veri toplar. Aynı zamanda, Dünya’nın kütlesi “gereksiz” veya düşük enerjili parçacıkları kesen bir filtredir.
2014 yılında, IceCube misyonundan bilim adamları başardıEkstragalaktik nötrinoların yeryüzüne ulaştığını kanıtlayın. Operasyonun ilk üç yılında, gözlemevi bir proton enerjisinden beş kat daha fazla olan 30 TeV'den daha yüksek bir enerjiyle 37 nötrino kaydetmiştir.
Eylül 2017'de, bilim adamları tarihte ilk kez230 TeV'lik bir başlangıç enerjisine sahip nötrinoları kaydetti. Fermi gama teleskopundan elde edilen veriler sayesinde, astrofizikçiler radyasyon kaynağı keşfettiler - dünyadan 4 milyar ışıkyılı uzaklıktaki blazar TXS 0506 + 056.
IceCube Gözlemevine iyi gidenler
Bu keşifler, nötrinoların çalışılmasının önemini açıklamaktadır.- Bu temel parçacıklar, bilim adamlarının 13 milyar ışıkyılı uzaklıktaki kozmik cisimleri keşfetmelerini sağlayacak. Bu sınırın dışında, alan görünür ışığı emen nötr hidrojen atomları ile doldurulur, ancak nötrinolar bu alanı serbestçe aşar.
Süper Kamiokande ve SNO
Geçen yüzyılın sonunda, Super-Kamiokande ve SNO projelerinden bilim adamları, nötrinoların özelliklerini keşfettikleri için Nobel Ödülü'nü aldı.Cherenkov radyasyonunun sabitlenmesi prensibine dayanan dedektörler üzerinde yapılan deneyler, bu temel parçacığınsıfırdan farklı bir kütle.
Yerçekimi dalgası gözlemevleri
Uzay-zaman dalgalanmaları çok saptadıZor. Gerçek şu ki, yerçekimi alanlarındaki değişikliklerden kaynaklanan salınımların çok zayıf olması, duyular tarafından algılanmaması ve ses veya radyo sinyalinden farklı olarak geleneksel enstrümanlar tarafından algılanmamasıdır.
Yerçekimi dalgalarının varlığı önerildiAlbert Einstein genel görelilik teorisinde. Teorik bir fizikçi, bu tür salınımların nedeninin örneğin evrendeki kütlenin hızlanması, örneğin iki büyük nesnenin birbiri tarafından birleştirilmesi veya absorbe edilmesi olduğuna inanıyordu. Dalgalar, nesnelerin boyutunu ve bunlara olan mesafeyi belirlemenizi sağlar. Bu verilere dayanarak, bilim adamları çarpışmadan önce kozmik bedenleri yeniden yaratabilirler.
Tarihte ilk kez, LIGO / VIRGO deneylerinin işbirliğinden bilim adamları tarafından bir yerçekimi dalgası kaydedildi - iki kara deliğin birleşmesi sonucu uzay-zamandaki dalgalanmalar ortaya çıktıve süper kütleli dönen bir kara deliğin ortaya çıkışı.
İki kara deliğin birleşmesi
LIGO/Başak burcu
LIGO interferometre prensibi ile çalışır -Gözlemevi, 4 km uzunluğunda iki omuzdan oluşmaktadır. Her birinin başında ve sonunda, aynı düzlemde hareket eden izole edilmiş titreşim masalarına ultrateknolojik aynalar monte edilir. Her bir omuzdaki lazer ışınları uzak noktadan hareket eder ve merkezde birleşir.
LIGO Gözlemevi
Deneyin arkasındaki fikir, dört kutuplu bir yerçekimi dalgasının neden olduğu uzay-zaman bozulmasının, kollardan birinin diğerini büzerken hafifçe uzamasına neden olacağıdır.Başka bir deyişle, ışınlardan biri hafif bir gecikmeyle gelirse, tetiklenirBir yerçekimi dalgasının algılandığını gösterebilecek bir sinyal.
Bu uzama son derece küçük - Eylül 2017'deLIGO fizikçileri, proton çapının yaklaşık binde biri - metre cinsinden trilyonda bir koldaki lazer uzunluğunun kısaldığını fark ettiler. Ek olarak, lazer ışınlarının geliş zamanındaki fark sadece 10 ms idi.
Başak aynı prensipte çalışır ve sağlarLIGO verilerini kontrol edin. Şimdi her iki proje de süresiz donuyor. Bugüne kadar LIGO ve Avrupalı ortağı Başak, toplamda dört yerçekimi dalgası kaydetti - 2015 ve 2017.
Fizikçiler, yerçekimi dalgaları çalışmasının, nötron yıldızlarının ultra hızlı dönme nedenlerini anlamalarına, kara delikleri birleştirme sürecini incelemeye izin vermelerini bekler.
Elisa
NASA ve Avrupa Uzayından Bilim AdamlarıAjanslar (ESA) da uzayda bir yerçekimi dalgası gözlemevi projesi üzerinde çalışıyor - eLISA anteni. LIGO gibi cihaz interferometre prensibi ile çalışacak, ancak lazer ışını aynalar arasında astronomik bir mesafede hareket edecektir. Bu, yörünge tarafından algılanan dalgaların sıklığını LIGO'ya kıyasla dört ila beş büyüklük düzeyinde azaltacaktır.
Şimdi proje tasarım aşamasında. Uzay anteninin lansmanı 2034 olarak planlanmış, projenin tahmini süresi beş ila on yıldır.