Mokslininkai aptiko neįtikėtinai mažą „vaiduoklišką“ dalelę, neutriną, skriejusią per Antarktidos ledą, o nustatę jos kilmės vietą, tiesiog pašėlo: kodėl tai taip svarbu?

Fizikai šiuo detektyviniu tyrimu, nurodžiusiu neutrino gimtinę, labai džiaugiasi. Bet kas tas neutrinas yra ir kodėl taip svarbu, iš kur atskriejo?

Neutrinas yra subatominė dalelė, tokia pat maža kaip elektronas, tačiau neturinti elektrinio krūvio. Mokslininkai žino, kad neutrinų masė maža, tačiau kokio būtent mažumo, atsekti negali. Dėl to neutrinai su kitomis dalelėmis bendrauja labai nenoriai ir tyrėjams juos aptikti itin sunku.

Kaip bebūtų, jų aplink labai daug — kiekvieną sekundę mūsų kūnus perskrodžia maždaug 100 trilijonų neutrinų. Ir mokslininkai mano, kad ši keistoji dalelė gali padėti įminti kai kurias didžiausias Visatos paslaptis, tarp kurių ir labai egzistenciška – kodėl po Didžiojo Sprogimo materija nugalėjo antimateriją.

„Neutrinai pribloškiami,“ Space.com sakė Kate Scholberg, dalelių fizikė iš Duke'o universiteto Šiaurės Karolinoje. Šis jos teiginys šališkas, nes ji visą savo karjerą skyrė smulkių dalelių tyrimams, bet dėl to jis nė kiek ne mažiau teisingas. „Turime juos suprasti, jei norime suprasti viską.“

Naujasis tyrimas – dar vienas mažas tai norinčių atlikti mokslininkų žingsnelis. Atradimas prasidėjo rugsėjį IceCube Neutrino observatorijoje netoli Pietų ašigalio. Giliai Antarktidos ledo skyde, detektorių masyvas 3D užfiksavo vienintelio neutrino pėdsaką.

Paliktas pėdsakas buvo pakankamai ryškus, kad fizikai galėtų atsekti neutrino kelią iš visatos tolybių. Per mažiau nei minutę, pasaulio astronomai sulaukė prašymo nukreipti teleskopus į tą dangaus sritį ir paieškoti ko nors intriguojamo. Ir jie kai ką išties aptiko – tiksliai nurodytoje vietoje buvo blazaras, didžiulis didelės energijos gama kvantų šaltinis, ir mokslininkai galėjo patvirtinti jį kaip neutrino šaltinį.

Tai buvo įmanoma, nes neutrinai, kaip ir šviesos dalelės – fotonai, gali nuskrieti per visatą labai toli tiesia linija, nepatraukti iš kurso. Kitos aukštos energijos dalelės to negali, – jos turi krūvį, tad kosmose esantys magnetiniai laukai jas gali nukreipti nuo pradinio kelio. „Čia jos atskrieja sumaišytos,“ sakė Gregas Sullivanas, naujajame tyrime dalyvavęs Merilendo universiteto fizikas, dirbantis su IceCube Neutrinų observatorija. „Negalime atsekti, iš kur jos atskriejo.“

Šis klausimas neramino mokslininkus maždaug šimtmetį, nes jie negalėjo nustatyti, kokie objektai kuria kurio tipo aukštos energijos elektringas daleles. Šis klausimas paskatino mokslininkus 2010 metais sukurti IceCube, vienintelį pakankamai didelį neutrinų detektorių, galintį užfiksuoti neįtikėtinai didelių energijų daleles.

„Neutrinai žadėjo suteikti galimybę sužymėti dangų, tik naudojant ne šviesos, bet daug didesnes energijas,“ sakė Sullivanas. „Galime kelti ir pabandyti atsakyti į tokius klausimus, kurių niekaip kitaip nebūtų galima išspręsti.“

Mažesnių energijų neutrinus astronomai jau naudoja Scholberg valdomame tinkle, kuris laukia neutrinų pliūpsnio, pagal kurį būtų galima aptikti II tipo supernovų sprogimus Paukščių Take.

Paskutinį kartą tokia supernova stebėta 1987 metais, kai dar nebuvo modernių neutronų detektorių. Bet kai sprogs kita, Scholberg su kolegomis nori užfiksuoti neutronų pliūpsnį ir laiku įspėti astronomus, kad šie spėtų užfiksuoti šviesą. Patys neutrinai irgi parodytų, kas vyksta. „Iš neutrinų galima nustatyti juodosios bedugnės gimimą,“ pažymėjo Scholberg.

Tai, kaip ir naujasis blazaro tyrimas, būtų vadinamosios daugiaplanės astronomijos proveržis, kai naudojamos dvi ar daugiau skirtingos duomenų kategorijos, tarkime, šviesos fotonai, neutrinai ir gravitacinės bangos. Daugiau duomenų tipų suteikia daugiau informacijos apie reiškinį.

„Tai primena didelę dėlionę ir stengiamės atitaikyti visus jos gabalėlius,“ sakė Sullivan. „Stebėdami skirtingų energijų ir skirtingų dalelių vaizdą, galime iš tiesų bandyti suprasti vykstančio reiškinio fiziką.“

Bet Sullivanas su kolegomis neketina apsiriboti vienu pranešimu. „Tai tik pirmas žingsnis,“ pabrėžė jis, pridėdamas, kad fizikai tikisi pastatyt už IceCube dar didesnį neutrinų detektorių. „Dar yra reikia daug ką pamatyti ir sužinoti.“

Meghan Bartels
Space.com vyr. redaktorė
www.space.com