- 28,050
- 46
- 8 Ноя 2022
50 000 тонн сверхчистой воды помогли поймать возможный сигнал древних звёздных катастроф.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:800/450;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
В глубокой японской шахте физики, похоже, впервые услышали самый слабый след древних звёздных взрывов. Детектор Super-Kamiokande уловил избыток событий, похожий на сигнал от нейтрино, которые миллиарды лет летят к Земле после гибели массивных звёзд. Речь пока не об открытии, а о первом серьёзном намёке на давно ожидаемый фон сверхновых, который учёные пытались поймать с начала проекта Super-Kamiokande.
Нейтрино почти не взаимодействуют с веществом, не несут электрического заряда и проходят сквозь планеты, звёзды и человеческое тело почти без следа. Из-за такой «призрачности» частицы крайне трудно обнаружить. Super-Kamiokande построили на глубине 1000 метров в японской префектуре Гифу, чтобы защитить наблюдения от лишнего шума. Внутри установки находится бак с 50 000 тонн сверхчистой воды и примерно 13 000 фотоумножителей, которые ловят черенковское свечение после редких взаимодействий нейтрино с водой.
Команда Super-Kamiokande проанализировала около 5000 дней наблюдений. В работу вошли 3349 дней старого этапа с чистой водой и 1653 дня нового этапа, когда в воду добавили гадолиний. Редкоземельный элемент помогает эффективнее отличать сигналы электронных антинейтрино от фоновых событий, потому что хорошо захватывает нейтроны, возникающие при таких взаимодействиях.
Главная цель анализа связана с диффузным фоном нейтрино от сверхновых, или DSNB. Такой фон складывается из нейтрино, которые испускали все сверхновые с коллапсом ядра за всю историю Вселенной, от ранних эпох до сегодняшнего дня. По расчётам, где-то во Вселенной сверхновые вспыхивают несколько раз в секунду, а рожденные при взрывах нейтрино постепенно заполняют космос почти неслышимым «эхом» погибших звёзд.
После удаления фоновых событий, включая следы атмосферных нейтрино и процессы, вызванные космическими лучами в кислороде воды, исследователи нашли статистически значимый избыток в диапазоне энергий от 13,3 до 81,3 МэВ. Значимость сигнала составила 2,6 сигма, что соответствует доверительному уровню 99,5%. Такой результат плохо похож на обычную случайную флуктуацию, но ещё не дотягивает до стандарта полноценного открытия, где физики обычно требуют 5 сигм и выше.
По оценке коллаборации, лучший вариант объяснения даёт поток DSNB около 3,6 нейтрино на квадратный сантиметр в секунду. Значение укладывается в несколько теоретических моделей, которые описывают, как часто во Вселенной рождались и взрывались массивные звёзды. Подтверждение такого фона даст астрономам новый способ изучать историю звездообразования, происхождение тяжёлых элементов, а также процессы рождения нейтронных звёзд и чёрных дыр.
Результаты представили 25 июня 2026 года на конференции Neutrino 2026 в Калифорнийском университете в Ирвайне. Исследователи планируют продолжить наблюдения на Super-Kamiokande и в будущем подключить данные Hyper-Kamiokande, более крупного преемника японского детектора. Дополнительная статистика должна показать, превратится ли нынешний слабый шёпот сверхновых в полноценное открытие.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:800/450;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
В глубокой японской шахте физики, похоже, впервые услышали самый слабый след древних звёздных взрывов. Детектор Super-Kamiokande уловил избыток событий, похожий на сигнал от нейтрино, которые миллиарды лет летят к Земле после гибели массивных звёзд. Речь пока не об открытии, а о первом серьёзном намёке на давно ожидаемый фон сверхновых, который учёные пытались поймать с начала проекта Super-Kamiokande.
Нейтрино почти не взаимодействуют с веществом, не несут электрического заряда и проходят сквозь планеты, звёзды и человеческое тело почти без следа. Из-за такой «призрачности» частицы крайне трудно обнаружить. Super-Kamiokande построили на глубине 1000 метров в японской префектуре Гифу, чтобы защитить наблюдения от лишнего шума. Внутри установки находится бак с 50 000 тонн сверхчистой воды и примерно 13 000 фотоумножителей, которые ловят черенковское свечение после редких взаимодействий нейтрино с водой.
Команда Super-Kamiokande проанализировала около 5000 дней наблюдений. В работу вошли 3349 дней старого этапа с чистой водой и 1653 дня нового этапа, когда в воду добавили гадолиний. Редкоземельный элемент помогает эффективнее отличать сигналы электронных антинейтрино от фоновых событий, потому что хорошо захватывает нейтроны, возникающие при таких взаимодействиях.
Главная цель анализа связана с диффузным фоном нейтрино от сверхновых, или DSNB. Такой фон складывается из нейтрино, которые испускали все сверхновые с коллапсом ядра за всю историю Вселенной, от ранних эпох до сегодняшнего дня. По расчётам, где-то во Вселенной сверхновые вспыхивают несколько раз в секунду, а рожденные при взрывах нейтрино постепенно заполняют космос почти неслышимым «эхом» погибших звёзд.
После удаления фоновых событий, включая следы атмосферных нейтрино и процессы, вызванные космическими лучами в кислороде воды, исследователи нашли статистически значимый избыток в диапазоне энергий от 13,3 до 81,3 МэВ. Значимость сигнала составила 2,6 сигма, что соответствует доверительному уровню 99,5%. Такой результат плохо похож на обычную случайную флуктуацию, но ещё не дотягивает до стандарта полноценного открытия, где физики обычно требуют 5 сигм и выше.
По оценке коллаборации, лучший вариант объяснения даёт поток DSNB около 3,6 нейтрино на квадратный сантиметр в секунду. Значение укладывается в несколько теоретических моделей, которые описывают, как часто во Вселенной рождались и взрывались массивные звёзды. Подтверждение такого фона даст астрономам новый способ изучать историю звездообразования, происхождение тяжёлых элементов, а также процессы рождения нейтронных звёзд и чёрных дыр.
Результаты представили 25 июня 2026 года на конференции Neutrino 2026 в Калифорнийском университете в Ирвайне. Исследователи планируют продолжить наблюдения на Super-Kamiokande и в будущем подключить данные Hyper-Kamiokande, более крупного преемника японского детектора. Дополнительная статистика должна показать, превратится ли нынешний слабый шёпот сверхновых в полноценное открытие.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
