Nuwe verduideliking vir neutrino onreëlmatighede in Antarktika

Die onreëlmatighede plaasgevind het in 2016 en 2018 en is ontdek deur wetenskaplikes op soek na ultra-hoë-energie kosmiese strale en neutrino's kom uit die ruimte, al opgespoor deur 'n verskeidenheid van radio antennas verbonde aan 'n ballon dryf ongeveer 23 myl bokant die Suidpool. Neutrino is uiters klein deeltjies, geskep in 'n aantal van maniere, insluitend ontploffende sterre en gammastraaluitbarstings. Hulle is oral in die heelal en is klein genoeg laat deurgaan net oor 'n voorwerp, van mense te lei tot geboue en die aarde self.

Die gebeure is ontdek deur wetenskaplikes by die ANITA eksperiment, dit is kort vir Antarktiese Impulsiewe Verbygaande Antenna, begin in 2006, in die Suidpool. Twee keer, ANITA wetenskaplikes ontdek radioseine naboots hoogs energieke neutrino oënskynlik opwaarts uit te kom van die grond op hul eie beweging. Wetenskaplikes bly verleë deur die aktiwiteit, met sowat 40 vraestelle dusver gee wild verskillende antwoorde, die polse is neutrino wat onbeswaarde het deur die hele kern van die Aarde en kom uit die grond; die pulse word die lang gesogte "vierde" neutrino bekend as die steriele neutrino; die geheimsinnige "donker materie" van die ruimte is te blameer; of dit is 'n heeltemal onbekende grens van deeltjie en / of astrofisika fisika bedel vir 'n Nobelprys.

Ian Shoemaker, 'n assistent-professor in die Departement Fisika en die Sentrum vir Neutrino fisika, beide deel van die Virginia Tech Kollege vir Wetenskap, het 'n ander, eenvoudiger verduideliking. In 'n onlangse artikel gepubliseer in die joernaal Annals of Gletserkunde, Shoemaker en verskeie kollegas postuleer dat die teenstrydighede is nie van neutrino's, maar is bloot unflipped refleksies van die ultra-hoë-energie kosmiese strale wat kom uit die ruimte, mis die boonste laag ys, en dan die grond, treffende diep, gekompakteer sneeu bekend as firn.

"Ons dink sub-oppervlak firn is die skuldige," sê Shoemaker, en bygevoeg dat "firn is iets tussen sneeu en gletserys. Dit is gekompakteer sneeu dit is nie heeltemal dig genoeg om ys. So, jy kan digtheid inversies te hê, met reekse waar jy gaan van 'n hoë digtheid terug na 'n lae digtheid, en diegene belangrike vorme van koppelvlakke waar hierdie besinning kan gebeur en hierdie gebeure kan verduidelik. "

Skoenmaker was op die papier deur sy voormalige Ph.D. adviseur, Alexander Kusenko van die Universiteit van Kalifornië in Los Angeles 'Departement Fisika en Sterrekunde; Andrew Romero-Wolf, 'n lid van die ANITA span en 'n navorser by die California Institute of Jet Propulsion Laboratory Tegnologie se; en vier ander navorsers, onder wie twee glaciologists: Dustin Shroeder van Stanford Universiteit en Martin Siegert van Imperial College in Londen.

Noem dit 'n geval van skeermes Occam se (dit is die eeue-oue teorie dat die eenvoudigste oplossing in waarskynlik die korrekte een, vir diegene wat filosofie in die kollege oorgeslaan), maar Shoemaker is geen lasterlike ANITA. "Wat ook al ANITA het gevind, dit is baie interessant, maar dit kan nie 'n Nobel-bekroonde deeltjie fisika ontdekking wees." Maar hy is nie verdiskonteer dat die sogenaamde teenstrydighede het geen wetenskaplike meriete. "ANITA nog iets interessant oor glaciologie in plaas van deeltjie fisika kon ontdek, kan dit wees ANITA ontdek 'n paar ongewone klein glacial mere."

Sub-glasiale mere was 'n ander oorweging deur Shoemaker en sy span vir die refleksies. Hierdie mere, diep onder die grond, al is, is te ver uitmekaar versprei volgens huidige navorsing, en dus nie die mees waarskynlike verklaring. Maar as daar is baie meer mere as voorheen geken het, sou hierdie ontdekking 'n groot oorwinning vir wetenskaplikes wat die landskap en binnekant van Antarktika bestudeer word. Skoenmaker en sy span stel wetenskaplikes doelbewus blaas radioseine in die gebiede waar die teenstrydighede plaasgevind.

"Ek het niks oor hulle te leer ken, maar hulle werklik bestaan ​​nie," Shoemaker gesê van sub-gletser mere in Antarktika. "Daar is mere onder die ys in Antarktika, en diegene sou die reg reflektiewe eienskappe, maar hulle is nie wydverspreid genoeg nie. Ons idee is dat 'n deel van die radio pols van 'n kosmiese strale kan diep te kry in die ys voor weerspieël, so jy kan die weerspieëling sonder die fase flip het. sonder daarby die golf, in daardie geval, dit lyk regtig soos 'n neutrino. "

Skoenmaker het bygevoeg dat, "As kosmiese strale, of neutrino, gaan deur die ys teen 'n baie hoë energie, hulle verstrooi op materiaal binne-in die ys, op protone en elektrone, en hulle kan 'n sarsie van radio te maak, 'n groot nice radio sein wat wetenskaplikes kan sien. die probleem is dat hierdie seine het die radio pols eienskap van 'n neutrino, maar is blykbaar aansienlik meer as moontlik gegee bekend fisika. Gewone neutrino net nie so hierdie. maar kosmiese strale op hierdie energie is algemeen gebeurtenisse word dwars deur en is deur baie gesien, baie eksperimente. "

bron: Virginia Tech. "New explanation for neutrino anomalies in Antarctica: Scientists remain perplexed by the activity, with some 40 papers so far giving wildly different answers." ScienceDaily. ScienceDaily, 9 June 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200609190725.htm>.