दक्षिण ध्रुव पर आइसक्यूब प्रयोगशाला बर्फ के नीचे 1.5 किलोमीटर दूर एक न्यूट्रीनो डिटेक्टर संचालित करती है।
डैनियल क्लेरीजुल द्वारा। 12, 2018, 11:00 पूर्वाह्न
यदि खगोलविद सही हैं, तो पिछले साल 22 सितंबर को दक्षिण ध्रुव के नीचे बर्फ के एक वाद्ययंत्र के रूप में जलाया गया एक भूतिया कण एक दूर की आकाशगंगा से एक संदेशवाहक था। कण एक न्यूट्रिनो था, जो विद्युत् रूप से तटस्थ और लगभग द्रव्यमान था, जिसका अर्थ है कि इसका मार्ग इसे बनाने वाले एक्स्ट्राग्लेक्टिक घटना में वापस देखा जा सकता है। अंटार्कटिक डिटेक्टर, आइसक्यूब द्वारा क्यूड, फर्मि गमरेय स्पेस टेलीस्कॉप की कक्षा में पाया गया है कि न्यूट्रिनो संभवतः एक दूरदराज के ब्लैज़र से आया है, जो सुपरमासिव ब्लैक होल द्वारा संचालित विकिरण का एक बेहद उज्ज्वल स्रोत है।
खगोलविदों को हिंसक ब्रह्मांडीय घटनाओं के बारे में जानने के लिए, न्यूट्रीनो का उपयोग करने की संभावना से लंबे समय से tantalized किया गया है, जो लगभग प्रकाश की गति पर चलता है और शायद ही कभी अन्य मामलों के साथ बातचीत करता है। विज्ञान में आज की नई खोज, न्यूट्रिनो खगोल विज्ञान की संस्थापक घटना को चिह्नित कर सकती है। इस पहचान ने एक और नई प्रवृत्ति, बहुमूल्य खगोल विज्ञान का एक शक्तिशाली उदाहरण भी शुरू किया, जिसमें टेलीस्कोप और अन्य उपकरणों ने विद्युतमार्ग के स्पेक्ट्रम के सभी हिस्सों में चमकदार ब्लैज़र का अध्ययन किया, गामा किरणों से रेडियो तरंगों तक।
एक न्यूट्रिनो-उत्पादक ब्लैज़र खगोल विज्ञान में दशकों पुरानी रहस्य को हल करने में भी मदद कर सकता है: पृथ्वी पर कभी-कभी बमबारी करने वाले अत्यधिक उच्च ऊर्जा प्रोटॉन और अन्य नाभिक कहां से आते हैं? अल्ट्राहाइग-ऊर्जा ब्रह्मांडीय किरणों के रूप में जाना जाता है, इन कणों में पृथ्वी के कण त्वरक में कभी भी उत्पादित होने की तुलना में दस लाख गुना अधिक ऊर्जा होती है, लेकिन उन्हें इतनी विशाल ऊर्जा को बढ़ावा देता है अज्ञात है। संदिग्धों में न्यूट्रॉन सितारों, गामा किरणों के विस्फोट, हाइपरनोवे, और कुछ आकाशगंगाओं के केंद्र में विकिरण-छिड़काव काले छेद शामिल हैं, लेकिन जो भी स्रोत, उच्च ऊर्जा न्यूट्रिनो संभावित रूप से उत्पादित होते हैं। यदि आइसक्यूब टीम सही है, तो ब्लेज़र इन ब्रह्मांडीय किरणों का पहला पुष्टि स्रोत हो सकता है।
शोधकर्ताओं ने नोट किया कि, न्यूट्रिनो और ब्लैज़र के बीच का लिंक रॉक ठोस नहीं है। साल्ट लेक सिटी में यूटा विश्वविद्यालय के पियरे सोकोल्स्की कहते हैं, 'यह एक बहुत ही मुंहवाली अवलोकन है और मुझे उम्मीद है कि इसकी पुष्टि की जाएगी।' इजरायल के रेहोवोट में वेज़मान इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस के एली वैक्समैन कहते हैं, 'यदि उन अवलोकनों की उनकी व्याख्या सही है तो यह क्रांतिकारी, असाधारण होगी।' लेकिन, उन्होंने आगे कहा, 'असाधारण परिणाम को असाधारण समर्थन की आवश्यकता है, और समर्थन अभी तक असाधारण नहीं है।'
2010 में पूरा, आइसक्यूब न्यूट्रीनो डिटेक्टर अंटार्कटिक बर्फ के घन किलोमीटर में इन छिपे हुए कणों को फंसता है। जब न्यूट्रिनो जमे हुए पानी के अणुओं में एक नाभिक को हिट करता है, तो अन्य कण पीछे हटने में उड़ जाते हैं; जैसे ही वे कम हो जाते हैं, वे चेरेकोव विकिरण नामक प्रकाश उत्सर्जित करते हैं, जिसमें कुछ आइसक्यूब के 5160 प्रकाश डिटेक्टर उठा सकते हैं। पता लगाए गए प्रकाश की स्थिति, समय और चमक के आधार पर, शोधकर्ता न्यूट्रिनो के पथ और ऊर्जा का पुनर्निर्माण कर सकते हैं।
न्यूट्रिनो IceCube-170922A का पता लगाने, और गणना पथ। प्रत्येक सर्कल अंटार्कटिक बर्फ में आइसक्यूब के गोलाकार प्रकाश डिटेक्टरों में से एक का प्रतिनिधित्व करता है: आकार सबसे पुरानी (गहरे नीले रंग में), नवीनतम (पीले रंग में) से पता चला चमक दिखाई देता है।
आइसक्यूब द्वारा पता लगाए गए अधिकांश न्यूट्रीनो का जन्म पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल को मारने वाली ब्रह्मांडीय किरणों से उत्पन्न हुआ। आइसक्यूब शोधकर्ता 30 ट्रिलियन इलेक्ट्रॉन वोल्ट (टीवी) से ऊपर, बहुत कम, बहुत उच्च ऊर्जा न्यूट्रीनो छोड़कर विभिन्न विधियों का उपयोग करने वालों को खत्म करते हैं। 2013 में, आइसक्यूब टीम ने पहली बार इस तरह की घटनाओं को कुछ हद तक प्रकट किया, बहस करते हुए कहा कि उनकी उच्च ऊर्जा और अन्य गुणों से पता चला है कि वे हमारी आकाशगंगा के बाहर से आए होंगे। डिटेक्टर एक साल में लगभग एक दर्जन उच्च ऊर्जा न्यूट्रिनो बैग जारी रखता है; जब इसे एक अच्छी तरह से परिभाषित दिशा के साथ एक साफ ट्रैक मिलता है, तो अन्य टेलीस्कोप यह देखने के लिए चिल्लाते हैं कि क्या एक स्पष्ट वैश्विक स्रोत है - अब तक सफलता के बिना।
2016 में आइसक्यूब के ऑपरेटरों ने शिकार में शामिल विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर अधिक दूरबीन प्राप्त करने की आशा के साथ एक चेतावनी सेवा स्थापित की। फिर, पिछले सितंबर, आइसक्यूब भाग्यशाली हो गया। एक ज्ञात न्यूट्रीनो, जिसे आइसक्यूब-170 9 22 ए कहा जाता है और 2 9 0 टीवी की ऊर्जा की गणना की जाती है, ने अंतरिक्ष में अपेक्षाकृत स्पष्ट ट्रैक की पेशकश की। एक मिनट बाद एक स्वचालित अलर्ट बाहर चला गया।
शुरुआत में कई वेधशालाओं में कुछ भी असामान्य नहीं देखा गया था। छह दिन बाद, फर्मि टीम ने बताया कि उपग्रह ने पाया था कि एक ब्लैज़र जिसे TXS 0506 + 056 के नाम से जाना जाता है और आइसक्यूब द्वारा सुझाए गए न्यूट्रिनो ट्रैक से केवल 0.1 डिग्री दूर, विशेष रूप से उज्ज्वल था, कुछ महीनों पहले चमकने लगा। जल्द ही, एक दर्जन से अधिक दूरबीनों ने ब्लैज़र का अध्ययन किया था। क्वासर की तरह ब्लेज़र, सुपरमैसिव ब्लैक होल द्वारा संचालित दूरस्थ ब्रह्मांडीय बीकन हैं, जो तीव्र ध्रुवों और उनके ध्रुवों से कणों के अग्नि जेट उत्पन्न करते हैं। ब्लेज़र असाधारण रूप से उज्ज्वल हैं, खगोलविदों का मानना है, क्योंकि उनके जेट सीधे पृथ्वी पर लक्षित होते हैं।
आइसक्यूब और अन्य पर्यवेक्षकों का अनुमान है कि न्यूट्रिनो पथ और ब्लैज़र मौका से मेल खाता है, लगभग 740 में लगभग एक है। भौतिकविदों और खगोलविदों को आम तौर पर यह विश्वास नहीं होता है कि दो घटनाएं तब तक जुड़े रहती हैं जब तक कि 3.5 मिलियन में से कोई भी नहीं हो , या 5 सिग्मा, एक संयोग की संभावना।
आइसक्यूब शोधकर्ताओं ने यह देखने के लिए लगभग एक दशक के डेटा के माध्यम से वापस चला गया कि क्या पहले से ही उच्च ऊर्जा न्यूट्रीनो एक ही स्थान से बहती थीं। उन्हें 2014 के आखिर में और 2015 की शुरुआत में 150 दिनों की अवधि मिली, जब उस स्थान से आइसक्यूब ने सामान्य से अधिक 13 और न्यूट्रिनो का पता लगाया। मैडिसन में विस्कॉन्सिन विश्वविद्यालय के आइसक्यूब प्रिंसिपल इनवेस्टिगेटर फ्रांसिस हेलज़न कहते हैं कि यह अभी तक स्पष्ट नहीं है कि TXS 0506 + 056 उस समय चमक रहा था, लेकिन हालिया पहचान से 'अभिलेखीय घटना अधिक दिलचस्प थी'।
सोकोलस्की और वैक्समैन इस बात से सहमत हैं कि आइसक्यूब के सितंबर 2017 के पहचान से उपकरण के आकार को बड़े पैमाने पर बढ़ाने के लिए परियोजना की लंबी अवधि को बोली को मजबूत करना चाहिए, जिससे यह भी बढ़ेगा कि कितने न्यूट्रिनो इसका पता लगा सकते हैं और इसकी सटीकता को बेहतर बना सकते हैं। चूंकि आइसक्यूब बनाया गया था, इसलिए टीम ने पाया है कि बर्फ पहले विचार से स्पष्ट है, इसलिए उनका मानना है कि वे आइसक्यूब को 10 गुना बड़ा कर सकते हैं जबकि केवल प्रकाश डिटेक्टरों की संख्या को दोगुना कर सकते हैं, जो इसके मूल निर्माण की 280 मिलियन डॉलर की लागत से मेल खाते हैं। टीम इसका परीक्षण करने के लिए प्रयोग शुरू करने जा रही है। 'एक 10 गुना बड़ा डिटेक्टर के साथ, उत्तर [जहां से उच्च ऊर्जा न्यूट्रॉन आते हैं] स्पष्ट और स्पष्ट होगा,' वैक्समैन कहते हैं।
