Observatoř na jižním pólu detekovala částici, kterou si vědci neumí vysvětlit

02. 10. 2018
Částicová fyzika Neutrina Antarktida

Observatoř ANITA umístěná v balónu nad jižním pólem Země detekovala za posledních 13 let dvakrát zvláštní událost, kterou si vědci zatím nedokáží vysvětlit. Jde o subatomární částici, která proletěla atmosférou, dopadla na povrch naší planety, proletěla jejím jádrem a vydala se zpět do atmosféry a do vesmíru. Při svojí cestě Zemí vygenerovala velmi slabé pulzy rádiových vln, které zachytila observatoř více než 30 kilometrů nad povrchem Antarktidy.

Antarktida

Antarktida - Mapa antarktického kontinentu s vyznačenými expedicemi, které mají za cíl posbírat vzorky vody z jezer izolovaných tlustou vrstvu ledu.



ANITA (Antarctic Impulsive Transient Antenna) je experiment financovaný NASA, který pomocí souboru rádiových antén umístěných na balónu detekuje neutrina. Toho dosahuje sledováním potenciálních rádiových vln, které jsou generovány při odrazu těchto subatomárních částic od ledové pokrývky Antarktidy. Od roku 2006 vyletěl experiment do atmosféry už 4x.



Během operací observatoře ANITA v roce 2006 a 2014 došlo ke dvěma detekcím, při kterých však zdrojová částice nepřišla z vesmíru, ale od Země. To by ještě nebylo takové překvapení, protože právě neutrina, která observatoř hledá, by mohla takové chování vykazovat. Jenže detekované částice měly příliš vysokou energii, pokud by takovou energii mělo neutrino, reagovalo by s jinými částicemi a nebylo by detekováno takovýmto způsobem.

I proto se při první detekci vědci domnívali, že jde o chybu a druhé také nevěnovali valný význam. Dokud však nezjistili, že podobné události byly už třikrát detekovány také v další antarktické observatoři IceCube, která hledá neutrina v křišťálově čistém ledu pod povrchem. Podle vědců z Penn State University je velmi pravděpodobné, že pokud jsou data správně interpretována, jde o částici, která neodpovídá Standardnímu modelu částicové fyziky. To by znamenalo zcela nové fyzikální procesy a možná i přezkoumání stávajících teorií. 

Jaké částice tedy ANITA detekovala? Mohlo by jít o extrémně energetické kosmické záření, které při kolizi s jinou částicí dalo vzniknout zcela nové částici, 500x hmotnější než proton. Jedno z dalších vysvětlení poskytuje supersymetrie, podle které by mohlo hned několik teoretických částic vyvolat podobnou detekci. Žádná supersymetrická částice však doposud nebyla detekována.

Zároveň však někteří vědci varují, aby se nedělaly předčasné závěry. Unikátnost dvou detekovaných událostí je založena na polarizaci částic, která může být ovlivněna několika faktory. Situaci lze vysvětlit zcela novou částicí mimo aktuální teoretické přístupy, existují však další vysvětlení, která nevyžadují zahození Standardního modelu.

Vědci zatím očekávají, zda se NASA rozhodne financovat pátý let observatoře ANITA, pokud ano, lze očekávat, že se bude soustředit právě na tyto události.

Líbí se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu.

Více informací k tématu
Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie Částicová fyzika

Vědci pozorovali nový stav hmoty, který se ukrýval v supravodivém materiálu

04. 01. 2019 (novější než zobrazený článek)

Tým fyziků v Ames Laboratory a na University of Alabama Birmingham objevil překvapivě dlouhotrvající stav hmoty, který nastává v materiálech v supravodivém stavu. Dosáhli jej pomocí extrémně rychlých pulsů laseru, které způsobily kolektivní chování částic uvnitř hmoty. Nový jev nastává vedle supravodivosti a oba tyto stavy vzájemně bojují o elektrony v materiálu. Studie věnující se tomuto výzkumu byla v prosinci publikována v magazínu Physical Review Letters.

celý článek

Urychlovač LHC bude na dva roky odstaven, projde úpravami, které zvýší jeho výkon

07. 12. 2018 (novější než zobrazený článek)

Urychlovač LHC bude na dva roky odstaven, projde úpravami, které zvýší jeho výkonVelký hadronový urychlovač byl v prosinci odstaven a bude nyní dva roky procházet úpravami, které mají zvýšit jeho výkon. Jde o druhou plánovanou dlouhodobou odstávku, která přichází 3 roky po dokončení té první. S novými úpravami bude urychlovač pracovat nejen s větší energií, ale navíc bude ke srážkám subatomárních částic bude docházet častěji, což vědcům umožní sbírat větší množství informací o složení hmoty.

celý článek

Boseho-Einsteinův kondenzát byl poprvé vyrobený ve vesmíru

22. 10. 2018 (novější než zobrazený článek)

Mezinárodnímu týmu vědců se podařilo poprvé ve vesmíru vyprodukovat unikátní skupenství hmoty známé jako Boseho-Einsteinův kondenzát. Jde o zvláštní skupenství hmoty, které vzniká při ochlazení atomů plynu na teploty blízké absolutní nule a jejich následném stlačení do velmi hustého kondenzátu. Experiment s označením Matter-Wave Interferometry in Microgravity (MAIUS-1) proběhl už začátkem roku 2017, v magazínu Nature nyní vyšly jeho závěry.

celý článek

V urychlovači LHC byla potvrzena existence dvou nových částic a objeveny náznaky třetí

29. 09. 2018

V urychlovači LHC byla potvrzena existence dvou nových částic a objeveny náznaky třetíDetektor LHCb na Velkém hadronovém urychlovači (LHC) detekoval dvě doposud neviděné částice a náznaky existence třetí. Tyto subatomární částice byly už dříve teoreticky předpovězeny v tzv. kvarkovém modelu. Jedná se o baryony - druh částic, ke kterému patří také protony, z jejichž srážek vznikly. Vědci si od podrobnějšího studia těchto částic slibují odhalení mechanismu, který drží pohromadě kvarky - jedny ze základních stavebních kamenů hmoty.

celý článek

Výzkumníkům v CERNu se podařilo dosáhnout prvního urychlení elektronů v plazmové vlně

03. 09. 2018

Kolaboraci vědců AWAKE se podařilo poprvé urychlit elektrony s pomocí vlnového pole generovaného protony procházejícími plazmatem. Jde o první výsledky zcela nového přístupu k urychlování částic ve vědeckých experimentech. Tento přístup by mohl v budoucnu nahradit dosavadní postupy aplikované v dnešních nejsilnějších urychlovačích. Výsledky experimentu byly publikovány v srpnovém čísle magazínu Nature.

celý článek

Po šesti letech od objevu higgsova bosonu vědci pozorovali jeho teoreticky nejčastější rozpad

29. 08. 2018

Po šesti letech od objevu higgsova bosonu vědci pozorovali jeho teoreticky nejčastější rozpadVe velkém hadronovém urychlovači (LHC) se vědci věnují studiu fundamentálních částic, které tvoří běžnou hmotu kolem nás, tedy atomy, protony, kvarky a další. Jednou z takových částic je také higgsův boson, jehož existenci se v roce 2012 podařilo právě v LHC potvrdit. Jde o částici, která dává hmotě hmotnost a šlo o jednu z posledních důležitých částic hmoty předpovězených standardním modelem fyziky. Nyní se vědcům podařilo pozorovat rozpad higgsova bosonu na spodní kvarky, podle předpovědí standardního modelu by mělo jít o nejčastější výsledek jeho rozpadu. Od objevení higgsova bosonu před šesti lety však tento rozpad zatím nepozorovali.

celý článek

Nová metoda na výrobu samostatných fotonů může pomoci ve studiu kvantové fyziky

01. 08. 2018

Nová metoda na výrobu samostatných fotonů může pomoci ve studiu kvantové fyzikySamostatné fotony se hodí pro studování kvantových efektů nebo fungující kvantový počítač. Jejich příprava však nebyla nikdy snadná, proto vědci uvítali demonstraci nové metody, díky které lze emitovat proud samostatných fotonů. Oproti běžné metodě využívá ta nová polarizovaného laseru, což umožňuje snadnější výrobu většího množství samostatných fotonů. Studie popisující nový postup byla publikována v magazínu Physical Review Letters.

celý článek