Ny forklaring på ekstraordinært signal i verdens største neutrinodetektor
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Ny forklaring på ekstraordinært signal i verdens største neutrinodetektor

Her ses hvilke detektorer nedhængt i isen, der detekterede 2,6 PeV-signalet 11. juni 2014 med en angivelse af retningen for partiklens bane gennem detektoren. Illustration: IceCube Collaboration

I juni 2014 blev der opfanget et signal i verdens største neutrinodetektor IceCube, der er gravet ned i isen på Sydpolen, der afsatte en energi på hele 2,6 petaelektronvolt.

Det er rigtig meget inden for partikelfysikken, hvor sammenstødene ved LHC ved Cern 'kun' udløser en energi på 13 teraelektronvolt – og peta er 1.000 gange tera. Omregnet til Joule er 2,6 PeV lig med 0,4 mJ – og så lyder det måske mindre imponerende.

Var det en myon-neutrino ...

Signalet var langt kraftigere end noget, som er registreret før eller siden, så det påkalder sig derfor naturligvis stor interesse.

Den almindelige opfattelse har været, at der var tale om en myon-neutrino, der ved et direkte sammenstød med en atomkerne i isen gav anledning til udsendelse af en myon, hvis energi blev bestemt af de optiske sensorer i isen.

De superlette neutrinoer kommer i tre udgaver: elektron-neutrinoer, myon-neutrinoer og tau-neutrinoer, som er i familie med henholdsvis elektronen og dens tungere storebrødre med samme ladning: myon-partiklen og tau-partiklen.

... eller var det en tau-neutrino?

I en artikel, som nu efter hele to års sagsbehandling er blevet offentliggjort i Physical Review Letters – hvilket indikerer at artiklen ikke umiddelbart fandt i redaktørernes og reviewerenes smag – forklarer Matthew D. Kistler og Rajan Laha, der begge var tilknyttet Stanford University i Californien, da første version af artiklen blev skrevet i 2016 (i dag er Laha tilknyttet Johannes Gutenberg-Universität Mainz i Tyskland), at detektorsignalet også kan skyldes en tau-neutrino.

Artiklen i Physical Review Letters viser for det første, at det slet ikke er så enkelt at fortolke detektioner af neutrinoer.

Der foreligger ingen mulighed for at detektere en neutrino direkte, der altid tale om indirekte hændelser, der fører til konklusioner.

Det er ikke ualmindeligt inden for partikelfysikken, hvor eksempelvis Higgsbosonen også er opdaget i forbindelse med spor sat af andre partikler, efter at Higgsbosonen selv er henfaldet. Men når det gælder 2,6 PeV-signalet i IceCube, står man kun med en enkelt hændelse, hvor opdagelsen af Higgsbosonen var baseret på mange hændelser, som tilsammen giver den statistiske sikkerhed, der skal til.

Kistler og Laha konkluderer ikke, om det kraftige signal med sikkerhed skyldes en tau-neutrino. De anfører kun, at det kan være en mulighed.

I så fald kom den langt borte fra

Når den mulighed er interessant, er det fordi, tau-neutronier ikke kan dannes som elektron- og myon-neutrinoer, når kosmisk stråling rammer atmosfæren.

Den eneste forklaring er i givet fald, at tau-neutrinoen er opstået ved en oscillation fra en elektron-neutrino eller en myon-neutrino fra en kilde på stor kosmologisk afstand. Og når den afsatte energi i detektoren er på 2,6 PeV, må neutrinoens energi have været omkring 100 PeV – som er en helt uventet høj energi, skriver Kistler og Laha.

Derfor er det bemærkelsesværdige signal interessant at få helt styr på. Hvordan det skal ske, er dog mindre sikkert.

Emner : Fysik
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

"Omregnet til Joule er 2,6 PeV lig med 0,4 mJ – og så lyder det måske mindre imponerende."

Når man tænker på at det er en enkelt hændelse fra en "partikel", så er det voldsomt.
Jeg tænker på hvilken masse og hvilken hastighed der kan give den energi.
Ved 25 grader er kT = 4,11E-21 joule, og det er støjgrænsen for detektion af en bit i en digital kommunikation.

  • 4
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten