易游官方网站APP下载 220亿亿电子伏特: 科学家可能找到迄今为 止最强中微子源

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2023年2月13日,西西里岛海岸深处的地中海海底,一台还未完工的探伤器捕捉到了一个转变天文物理学成见的信号。

那是一颗能量约为220 PeV的天地中微子,比东谈主类此前探伤到的任何高能中微子齐要超越十倍以上。它以难以思象的速率穿透地球,留住片霎的粒子轨迹,然后澌灭于无形。这颗粒子从那处来?科学家花了两年多本领跟踪这个问题。

最新发表于《天地学与天体粒子物理学杂志》的商议给出了现在最有劝服力的一个谜底:耀变体,那些将粒子束平直瞄准地球喷射的超大质地黑洞。

这颗粒子到底有多额外

220 PeV是一个让物理学家感到既高亢又困惑的数字。

PeV是拍电子伏特的简称,1 PeV等于10的15次方电子伏特。220 PeV意味着这颗粒子佩戴的能量,独特于一只飘动中的蚊子所具备的宏不雅动能被压缩进一个确凿莫得质地的基本粒子里,这在当然界中是极其隐衷的存在。

探伤到它的仪器是KM3NeT/ARCA,一个装配在地中海海底约3500米深处的巨型中微子天文台,由欧盟资助竖立,由数百名来自众人各地的商议东谈主员构成的配合团队运营。更戏剧性的是,当这颗破记载的粒子到来时,该探伤器只部署了21条探伤线,仅占最终目的限制的约10%,系统还远未完工。

探伤到这个信号,既是科学命运,亦然探伤器自己聪惠度的评释。

中微子自己具有一种令物理学家又爱又恨的特质:它确凿不与任何物资发生互相作用,鲸鱼直播2026世界杯赛事直播入口能穿越悉数星系而毫发无损。这种穿透才略使它成为商议远方天地极点环境的理思"信使",但也让探伤责任难度极高,需要将探伤器置于大型水体或冰层之中,诓骗中微子偶发碰撞产生的微弱切伦科夫放射来捕捉印迹。

为什么怀疑耀变体

追查一颗粒子的天地来源,本色上是一场莫得眼见者的刑侦责任。

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科学家时时会在中微子被探伤到的吞并本领,寻找来自吞并天际方针的电磁波信号配对,比如无线电波、X射线或伽马射线。有了这种"多信使"字据,才气锁定具体来源。但此次,莫得任何匹配信号出现,易游官方网站APP下载这条路走欠亨。

莫得对应的电磁信号,并不料味着这颗中微子来自某个单一的剧烈事件,而正巧指向另一种可能,它来自一种弥漫配景,也便是多半天地天体抓续产生的中微子重迭流。

意大利国度核物理商议所那不勒斯分所商议员梅里姆·本达曼解释说,莫得找到匹配信号让商议团队更倾向于以为这颗中微子来自弥漫配景,也便是好多天体共同孝顺的中微子流。

商议团队惟恐将眼神转向耀变体这类天体。耀变体是活跃星系核的一种额外风光,其中枢是质地高达数十亿倍太阳质地的超大质地黑洞,黑洞周围的物资在吸积盘中高速旋转,沿南北极方针喷出能量极高的等离子体喷流,而耀变体的喷流方针恰好直对地球,这使它们成为当然界中已知最强大的粒子加快器候选者之一。

商议团队使用名为AM3的开源模拟器具,对真确耀变体群体进行了系统性建模。模子中的磁场强度、黑洞周围放射区域大小等参数,均基于已有的不雅测数据,并非杜撰假定。商议东谈主员主要调整了两个变量:重子负载(谈判质子佩戴能量的比例,平直影响中微子产量)以及质子能谱指数(影响粒子能量散布)。

模拟服从与履行不雅测吻合,耀变体群体既能产生与KM3NeT探伤到的超高能事件相符的中微子通量,又不会产生超出费米伽马射线天际千里镜测量值的伽马射线配景,还当然解释了为何冰立方等其他中微子天文台未尝探伤到雷共事件,因为这种量级的粒子极其隐衷。

本达曼暗示,这是迄今从未被不雅测到的如斯高能的中微子。如若最终证据它来自耀变体这类天地加快器,将迫使科学家重新凝视这些天体将粒子加快至何种极点能量的才略,远超出此前的预期。

但科学家强调,论断尚不可盖棺论定。KM3NeT现在只完成了不到一半的竖立程度,齐备建立参加启动后,将大幅普及统计分析的才略。这颗220 PeV的粒子大约仅仅开首易游官方网站APP下载,更多来自天地深处的极点信使正在路上。