Ďalekohľad potopený do najhlbšieho jazera na svete začal hon na „duchové častice“

Nový teleskop pod povrchom najhlbšieho jazera na svete začal hon na tie najunikátnejšie častice vesmíru.

Tieto drobné čiastočky, neutrína , nemajú takmer žiadnu hmotnosť a žiadny elektrický náboj, čo sťažuje ich pozorovanie.

Väčšina neutrín, ktoré dnes existujú, vznikla počas r Veľký tresk , takže ich štúdium môže poskytnúť pohľad na to, prečo náš vesmír vyzerá tak, ako vyzerá, ako aj vodítka o tajomných silách, ako je temná hmota .

Ruské jazero Bajkal poskytuje vedcom dokonalé médium na pozorovanie neutrín, pretože tieto častice vyžarujú detekovateľné svetlo, keď sa priblížia cez čistú vodu. Hĺbka jazera môže tiež chrániť detektor pred žiarením a rušením.

(Alexej KushnirenkoTASS/Getty Images)

Hore: Slávnostné spustenie ďalekohľadu Bajkal-Gigaton Volume Detector (GVD) v ruskom jazere Bajkal 13. marca 2021.

Takže začiatkom tohto mesiaca medzinárodná skupina vedcov spustila Baikal-Gigaton Volume Detector , najväčší neutrína ďalekohľad na severnej pologuli. Detektor je teraz ponorený 0,7 až 1,3 km (až 4 265 stôp) pod povrchom jazera Bajkal. Meria jednu desatinu míle na šírku, dĺžku a výšku.

🔭The #Bajkal 🌊 Hlboký podvodný neutrínový ďalekohľad 'Baikal-GVD' bol ponorený do hĺbky 700-1300 m pri jazere Bajkal.

Teleskop je jedným z 3️⃣ najväčších detektorov neutrín. #BaikalGVD umožní prelomové objavy v #astrofyzika , #kozmológia & #fyzika . pic.twitter.com/V7tC6Z51QB

— Rusko 🇷🇺 (@Russia) 14. marca 2021

Lov na „častice duchov“

Výskumníci stojaci za detektorom objemu Baikal-Gigaton alebo Baikal-GVD pracujú na projekte od roku 2015.

Skupina pochádza z Českej republiky, Nemecka, Poľska, Ruska a Slovenska. Podľa ruskej tlačovej agentúry TASS Neutrínový teleskop stál takmer 34 miliónov USD (45 USD).

Neutrína sú najrozšírenejšie častice vo vesmíre – každú sekundu ich telom prejde asi 10 biliónov, pričom vy nie ste o nič múdrejší. Je však známe, že je ťažké ich odhaliť, pretože majú tendenciu prechádzať hmotou bez toho, aby boli absorbované tak, ako iné častice.

Preto prezývka ' častice duchov ': Neutrína nie sú ovplyvnené magnetickými poľami a ich neutrálny náboj znamená, že s ničím neinteragujú. Pohybujú sa tiež rýchlosťou svetla.

Keď však neutrína rýchlo prechádzajú vodou, vyžarujú energiu známu ako Čerenkovovo žiarenie, ktoré produkuje svetlo.

„Ak sa lietadlo pohybuje veľmi rýchlo, rýchlejšie ako rýchlosť zvuku, potom bude produkovať zvuk – veľkú rázovú vlnu – spôsobom, ktorý pomalší objekt nevytvorí. Rovnakým spôsobom častica prechádzajúca vodou, ak ide rýchlejšie ako rýchlosť svetla vo vode, môže tiež vytvoriť rázovú vlnu svetla,' Yoshi Uchida, fyzik z Imperial College London, povedal predtým Insider .

Preto si vedci vybrali jazero Bajkal: Jeho hĺbka a čistá voda maximalizujú ich schopnosť pozorovať tieto rázové vlny svetla.

Čistá voda znamená, že bude väčšia šanca, že žiarenie z neutrín zasiahne moduly v detektore.

A čím väčšie je jazero, tým väčší môže byť teleskop – a tým viac neutrín dokáže rozpoznať. Jazero je hlboké len niečo málo cez míľu a má priemer takmer 80 kilometrov.

(Alexej KushnirenkoTASS/Getty Images)

Hore: Miesto štartu nového ruského ďalekohľadu Bajkal-GVD. Je to dve míle (3,2 km) od brehu jazera Bajkal.

'Jazero Bajkal je jediné jazero, kde môžete nasadiť neutrínový teleskop kvôli jeho hĺbke,' Bair Shoibonov, jeden z vedcov Bajkal-GVD,povedal agentúre AFP.

„Dôležitá je aj čerstvá voda a tiež čírosť vody. A to, že je tam ľadová pokrývka dva, dva a pol mesiaca, je tiež veľmi dôležité,“ dodal.

Ďalšie neutrínové detektory boli postavené pod zemou, aby zabránili časticiam, ktoré nemôžu prejsť hmotou, aby sa dostali dovnútra. Hĺbka jazera a ľadová pokrývka fungujú ako podobná bariéra.

GVD sa podobá obrovská chobotnica : Má osem zhlukov s ôsmimi strunami a každá struna je pokorená najmenej tucet modulov na detekciu svetla .

Tieto ramená sa vlnia pod vodou a čakajú, kým sa s nimi neutrína zrazia. Každý sklenený modul vyzerá ako priehľadný glóbus, ako je znázornené vyššie. Zatiaľ má GVD 288 modulov.

Každá z ôsmich šnúr klastrov je pripevnená ku dnu jazera ťažkými kotvami.

Neutrína by mohli poskytnúť informácie o ranom vesmíre

Neutrína môžu pomôcť výskumníkom vyriešiť niektoré z najväčších hádaniek o prvých dňoch vesmíru pred 13,8 miliardami rokov.

Jednou konkrétnou hádankou je, že vedecké modely Veľkého tresku naznačujú, že hmota a jej náprotivok, antihmota , mali byť vyrobené v rovnakých častiach. Tieto dva opačne nabité typy hmoty by sa potom pri kontakte mali navzájom zničiť a zanechať prázdny vesmír.

Očividne to tak nebolo. Namiesto toho niečo naklonilo misku váh v prospech hmoty. Je možné, že rovnaký proces v rovnakom čase dokonca vytvoril tieňovú sesternicu hmoty, temnú hmotu.

Vedci teda dúfajú, že štúdiom neutrín a ich vystopovaním späť k ich pôvodu vo vesmíre by sa mohli dozvedieť viac o tom, čo sa stalo počas kritických prvých okamihov vesmíru.

Nie všetky neutrína, ktoré tento teleskop deteguje, však budú pochádzať z Veľkého tresku. Niektoré existujúce neutrína vznikajú pri jadrových reakciách – v jadrových elektrárňach, urýchľovačoch častíc alebo jadrových bombách – alebo v Slnku a iných hviezdach, keď vznikajú, zrážajú sa alebo umierajú.

Pozorovanie neutrín, ktoré pochádzajú z niektorých z týchto iných kozmických zdrojov, by mohlo zlepšiť pochopenie výskumníkov o vývoji hviezd a vnútornom zložení Slnka.

Baikal-GVD je len asi polovičná veľkosť najväčšieho neutrínového detektora na Zemi, na Observatórium južného pólu neutrín IceCube v Antarktíde . Oba používajú rovnaký typ modulov na detekciu neutrín.

V budúcnosti však vedci z Baikal-GVD dúfajú, že zdvojnásobia veľkosť nového teleskopu pridaním ďalších modulov.

Tento článok pôvodne publikoval Business Insider .

• Nakupujúci, ktorí zarábajú 100 000 dolárov, sa počas prudko rastúcej inflácie obracajú na dolárové obchody, hovorí generálny riaditeľ spoločnosti Dollar
• Donald Trump súkromne priznal, že prehral voľby v roku 2020, pričom verejne tvrdil, že boli ukradnuté, píše sa v knihe
• Čína ťaží z predaja LNG do Európy, keďže niektorí obchodníci predávajú neruský náklad za vysoké ceny a zároveň dopĺňajú zásoby lacného ruského paliva
• Šéf NASA hovorí, že každý „pokakal“ SpaceX Elona Muska, keď sa postavil proti Boeingu, ale v skutočnosti dokázal viac ako jeho konkurent
• Ruské jednotky nútené ustúpiť na Ukrajine mali byť elitnými silami dostatočne odolnými na boj proti NATO, tvrdí britský spravodajský server