Нейтрино-телескоп IceCube зареєстрував частинку, яка має рекордно високу енергію
Те, що ви бачите на цьому знімку, являє собою візуалізацію процесу реєстрації частинки нейтрино, яка має найвищу енергію, ніж всі інші частинки, коли-небудь зареєстровані усіма датчиками нейтрино на земній кулі. Ця частка, якій дали назву Big Bird, володіє енергією, в тисячу разів перевищує енергію протонів, які зіштовхують в надрах Великого Адронного Коллайдера. І ця частинка прибула з глибин Всесвіту, перш ніж зіткнутися з атомом речовини в районі Південного Полюса нашої планети, що було зареєстровано високочутливими сенсорами нейтрино-обсерваторії IceCube.
Нейтрино - це крихітні примарні частинки, мільйони яких кожну секунду вільно проходять через кубічний сантиметр простору, практично не взаємодіючи зі звичайною матерією. І дуже рідко нейтрино стикається з ядром атома речовини, що приводить до випромінювання фотонів світла з певною довжиною хвилі. Для реєстрації таких рідкісних випадків вчені побудували в районі Південного Полюса гігантський детектор, який охоплює кубічний кілометр льоду, що знаходиться на глибині півтора кілометрів.
Як тільки високоенергетичне нейтрино стикається з ядром атома кисню льоду виникає слабка спалах синього кольору і невелика кількість випромінювання інших типів. Спалах світла вловлюється високочутливими фотодатчиками обсерваторії, яких налічується 5160 одиниць. По інтенсивності спалаху і за розподілом сигналів від датчиків вчені можуть розрахувати енергію і траєкторію руху нейтрино. На наведеній вище діаграмі червоним кольором показана область, в якій відбувалося зіткнення нейтрино Big Bird з атомами кисню, а іншими квітами показані області, у яких датчики зареєстрували вторинне випромінювання.
Протягом тривалого проміжку часу після завершення будівництва, обсерваторії IceCube не була в стані реєструвати вкрай високоенергетичні нейтрино. Але наприкінці минулого року вчені розробили нову методику реєстрації, що відразу ж дало результати у вигляді двох виявлених високоенергетичних частинок, яким дали кодові імена "Bert" і "Ernie". Через нетривалий час була зареєстрована і третя частинка, яка стала рекордсменом, енергія якої знаходиться в проміжку між 100 Тев і 1 Пев, і яка згідно з вже сформованою традицією отримала назву "Big Bird".