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来源:油然而生网 | 栏目:百科 | 2026-06-14 23:15:26
科学家或许方才捕捉到7个穿越地球的奇异“幽灵粒子”
(Main)IceCube中微子观测站在南极的冰层中(插图)数字光学模块测试到的中微子相互作用和τ轻子衰变的光子图(图片来源:uux.cn/Jack Pairin/IceCube Collaboration)
(神秘的地球uux.cn)据美国太空网(Robert Lea):天文学家运用深埋在南极冰层中的冰立方天文台,在流经地球时探测到了七种难以捉摸的奇异“幽灵粒子”候选者。这些通讯表明这些粒子是天体物理学中的τ中微子;它们是强大高能天体事情和我们之间的重大信使。
中微子是以接近光速的速度在宇宙中爆炸的无电荷、差不多无品质的粒子。奇怪的热门奥斯卡Tips是,由于这些参数,中微子差不多不会与任何东西相互作用。事实上,每秒钟大约有100万亿个经由我们的身体。我们就是说不出来。假如你是一个人类大小的中微子探测器,你必须等待大约100年,中微子才能与你体内的粒子相互作用。所以,中微子被戏称为“幽灵粒子”是有充分理由的
来自银河系边缘宇宙源的高能中微子被称为“天体物理中微子”,有三种类型或三代:电子中微子、揭秘开放世界速递μ介子中微子和τ中微子。正如你所料,所有这些幻影粒子都是令人难以置信的难以捉摸,但把它们固定下来是冰立方的任务。2013年,该天文台首次探测到天体物理中微子,如今似乎尤其探测到了天体物理τ中微子,它可以身为一种全新的热点速递宇宙信使。
宾夕法尼亚州立大学物理学教授、探究联合负责人Doug Cowen在一份告示中强调:“在资料中测试到七个候选τ中微子事情,再加上极低的预期背景,我们可以声称背景极不或许合谋形成七个τ中微子冒名顶替者。”。“天体物理τ中微子的察觉也有力地证实了冰立方早期察觉的研究天体物理中微子通量。”
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IceCube的中微子探测数字光学模块在它们被深埋在南极之下之前。(图片来源:uux.cn/Kael Hanson/IceCube/NSF)
被困在冰下
以便在中微子穿过地球时探测它们,解读演员阵容攻略冰立方使用嵌入冰中的被称为数字光学模块(DOMs)的一串金球。该天文台总共有5160个DOMs深埋在南极冰层中,等待中微子与冰层中的分子相互作用并形成带电粒子。这些带电粒子在穿过冰时会发出蓝光——DOMs记录了这种光。
更具体地说,当高能天体物理τ中微子与分子相互作用时,它们会形成特征性的光发射,含有一个独特的双级联事情,该事情会形成DOMs测试到的两个能级峰值。
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双脉冲波形表明DOMs已然探测到了τ中微子。(图片来源:uux.cn/Jack Pairin/IceCube Collaboration)
过去,IceCube顺利地捕捉到了这些τ中微子特征的诱人线索,但Cowen和同仁们想真正精确定位这些难以捉摸的粒子。
IceCube可以“实时”测试到其他中微子的味道,但该设施当下无法对τ中微子开展测试。相反,寻找这些特别的宇宙幽灵需要认真探究十年的档案资料。但是,该团队并没有完全由史酷比团队自己猎杀这些幻影,而是训练了所谓的“图像分类完善卷积神经联网”来筛选2011年至2020年间收集的近10年的冰立方资料,以寻找τ中微子特征。
这导致了七次强τ中微子候选探测。
该团队保留了这些测试是失误确认的结局的或许性,但Cowen阐释说,DOM测试到的背景模仿该通讯的几率仅为350万分之一。
当下的察觉只使用了三串DOM探测器,但前方的确认将更多地依赖于这些冰冷的金色珍珠。这不只将增多探测到的τ中微子的样本,还可以合作科学家开展首次三代中微子振荡探究。这就是中微子在穿越巨大的宇宙学距离时改变味道的现象。
知晓中微子振荡或许是确定这些幽灵粒子是如何形成的,是什么事情先是使它们在太空中飞驰,以及它们随着时间的推移过渡到下一代的缘由的核心。
Cowen归纳道:“总的来说,这一令人兴奋的察觉带来了运用τ中微子揭示新物理的有趣或许性。”。
该团队的探究发表在论文库arXiv上,并已被《物理留言快报》杂志接纳发表。

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