IceCubeNeutrinii sunt particulele cele mai misterioase din cadrul Modelului Standard al particulelor elementare. Cei cu energii extrem de mari, măsuraţi recent de către experimentul IceCube de la Polul Sud, pun cercetătorilor o serie de întrebări legate de mecanismul în urma cărora au luat naştere. Noi măsurători de raze X efectuate de trei sateliţi de la NASA ar putea explica originea acestor neutrini: gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei noastre ar fi „de vină”.

 

 

Neutrinii sunt particule neutre din punct de vedere electric, cu masă foarte mică, şi care se prezintă sub trei forme diverse: neutrinii electronici, cei miuonici şi, în final, cei tauonici. La ora actuală nu cunoaştem încă masa acestor neutrini; ştim însă că au o masă datorită fenomenului numit „oscilaţia neutrinilor” care se poate produce doar atunci când particulele au o masă. Neutrinii interacţionează extrem de slab cu restul particulelor, ceea ce face că studiul lor să fie dificil.

Aceste particule reuşesc să străbată detectoarele cercetătorilor fără să lase urme; ba mai mult, majoritatea străbat întreaga planetă şi chiar şi galaxia fără să interacţioneze cu materia pe care o întâlnesc. Foarte puţini sunt „capturaţi”, lăsând urme măsurabile. Din acest motiv au fost puse la punct în laboratoarele subterane, dar şi în apele mărilor sau în gheaţă de la Polul Sud, detectoare cu volume foarte mari, tocmai pentru a mări şansa noastră de a măsură câţiva dintre aceşti misterioşi neutrini.

Unul dintre experimentele recente care măsoară neutrinii veniţi din spaţiu este IceCube, instalat la Polul Sud, experiment care şi-a început activitatea în anul 2010. Mii de detectoare instalate în gheaţa de la Polul Sud măsoară semnalele lăsate de neutrini în urma interacţiunii cu nucleele atomilor care compun gheaţă. Evident, foarte puţini din miliardele de miliarde de neutrini interacţionează cu materia, dar, totuşi, IceCube a reuşit să stabilească noi recorduri în măsurarea acestor particule misterioase. Au fost astfel observaţi 36 de neutrini cu energii extrem de mari, mult mai mari decât fuseseră măsurate înainte de intrarea în funcţiune a experimentului.



Ce origine au aceşti neutrini? Nu pot proveni din Soare – sursa cea mai bogată în neutrini din apropierea noastră – întrucât au energii mult mai mari decât cele permise de procesele nucleare în urma cărora neutrinii se nasc în Soare. E deci sigur că provin din afara sistemului solar!

Originea acestor neutrini a rămas un mister până de curând. La ora actuală noi observaţii realizate de NASA, cu ajutorul a trei sateliţi care măsoare raze X (fotoni cu energia de mii de ori mai mare decât cea a fotonilor luminii vizibile): Chandra X-ray Observatory, Swift gamma-ray mission şi NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array), au găsit, se pare, răspunsul: neutrinii cu energii extreme provin de la o gaură neagră, Sagittarius A*, supermasiva din centrul galaxiei noastre. Această monstruoasă gaură neagră are o masă de circa 4 milioane de ori mai mare decât masa Soarelui. Orice stea sau alt obiect cosmic care se apropie prea mult de gaura neagră, depăşind aşa-numitul orizont al evenimentelor asociat oricărei găuri negre, este „înghiţit”.

Cum de au ajuns cercetătorii la o astfel de concluzie? Au măsurat cu ajutorul telescoapelor razele X care proveneau de la gaura neagră în urma unor activităţi extrem de intense ale acesteia (ceea ce se întâmplă, de exemplu, atunci când gaura neagră capturează obiecte, cum ar fi stele, care trec prea aproape de ea) şi au descoperit că şi IceCube măsura un număr de evenimente crescut. Deci o corelaţie între intensificarea numărului de raze X şi al neutrinilor, atunci când gaura neagră Sagittarius A* se activa, semn clar că prindea în capcana ei orice obiect cosmic care s-a apropiat prea mult.

Găurile negre, cel puţin cele supermasive, ar putea reprezenta adevărate fabrici de neutrini cu energii extreme. Cum în centrul multor galaxii (poate a fiecărei galaxii) se găseşte o gaură neagră cu masă foarte mare, este probabil că aceste fântâni de neutrini să producă o cantitate enormă din categoria acestor misterioase particule. Studiul lor ne va ajuta să înţelegem mai bine neutrinii, dar şi găurile negre, precum şi formarea şi evoluţia galaxiilor şi a întregului Univers.

Scris de: Cătălina Curceanu
Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.