Neutrinos são um tipo de partículas que passam através de praticamente tudo em seu caminho a partir mesmo as regiões mais distantes do universo. A Terra é constantemente bombardeada por bilhões de neutrinos, que zip direito através de todo o globo, casas, animais, pessoas - tudo. Só muito raramente é que eles reagem com a matéria, mas o gigante IceCube experimento no Pólo Sul pode detectar quando há uma colisão entre neutrinos e átomos no gelo usando uma rede de detectores. Novos resultados de pesquisa do Instituto Niels Bohr , entre outros mediram os neutrinos no Pólo Sul e calcularam algumas das propriedades físicas das partículas de outra forma exóticos e mal compreendidos.
Neutrinos são partículas mais abundantes entre os da natureza. O seu número excede em muito o número de átomos no universo inteiro - ainda sabemos muito pouco sobre eles. Neutrinos são um tipo de partícula criada no Big Bang e também são produzidos no interior do Sol e em eventos violentos como supernovas, que são estrelas explosivas. Neutrinos são também chamados de "partículas fantasma" porque basicamente não interagem com a matéria, mas passar sem ser perturbado por tudo em seu caminho.
Pesquisadores de 44 instituições em 12 países fazem parte de um projeto internacional, IceCube no Pólo Sul para estudar as partículas misteriosas com as propriedades estranhas.
IceCube é um detector de partículas enorme localizada no fundo do gelo no Pólo Sul. Os instrumentos no detector são compostas por 86 cabos, cada um com 60 módulos ópticos digitais (sensores de luz extremamente sensíveis). Cada cabo é reduzido para baixo dentro de um buraco, que é derretido pelo 2½ km gelo puro usando uma broca de água quente. O detector está localizado bem abaixo da superfície - começa 1½ km abaixo do gelo e termina no fundo a uma profundidade de 2 ½ km.
Enorme tamanho do detector de um quilômetro cúbico é necessário porque neutrinos interagem muito fracamente com a matéria, por isso, é apenas raramente que colidem com os átomos no gelo. Quando finalmente colidem, as partículas carregadas são criados, que emitem radiação que pode ser detectada pelo extremamente sensível Digital Módulos óptica.
"No projeto Ice Cube temos registrado cerca de 35 neutrinos, que são muito propensos a ter regiões distantes vêm no espaço. Eles têm uma energia muito alta e, porque eles não têm interagido durante sua longa jornada, eles podem carregar informações da mais distante partes do universo. Além dos neutrinos cósmicos raros, também estamos estudando os neutrinos criados na atmosfera da Terra, a fim de desvendar as propriedades físicas dos neutrinos ", diz Jason Koskinen, Professor Assistente e Chefe do Grupo de IceCube nas Niels Bohr Institute, da Universidade de Copenhagen .
Quando as partículas (prótons) com alta energia - a partir de acontecimentos violentos no cosmos como supernovas e quasares atingem a atmosfera da Terra, uma explosão de neutrinos é formado, o que passa pela Terra. Os neutrinos formados sobre o Pólo Norte passam direto através da Terra e muito pequena proporção deles atingiu o gelo no Pólo Sul, onde o detector IceCube registra as colisões.
Neutrinos são partículas muito leves e por muitos anos acreditou-se que eles estavam completamente sem massa. Acredita-se agora que existem três tipos de neutrinos (elétron, múon e tau neutrinos), cada um com a sua massa específica, que é incrivelmente pequeno - menos de um milionésimo da massa de um elétron.
"Os neutrinos criados na atmosfera sobre o Pólo Norte são principalmente neutrinos do múon . Em seu caminho através da Terra 13,000 km, os neutrinos do múon sofrer flutuações quânticas que pode alterá-las em outro tipo de neutrino, de tau neutrinos, antes de serem finalmente detectado pelo IceCube, do outro lado do globo. Nós podemos agora estudar esses efeitos com muito mais detalhes do que antes e, desta forma, pode ganhar novos insights sobre suas características físicas ", explica Jason Koskinen.
O grupo de pesquisa já estudou os neutrinos atmosféricos no detector IceCube no Pólo Sul por três anos e analisaram 5.200 interações entre os neutrinos atmosféricos e átomos no gelo.
"Confirmamos que os neutrinos passam por flutuações - mesmo em altos níveis de energia e calculamos o quanto eles apresentam essas oscilações Neste estudo, medimos apenas neutrinos do múon e em comparação com o número de neutrinos do múon formar em na atmosfera e passe. através da Terra, vemos apenas uma fração no Pólo Sul. A explicação é que os neutrinos do múon sofrer flutuações quânticas que os mudam em neutrinos do tau e não vemos aquelas. Se eles não tivessem mudado, gostaríamos de vê-los todos. Nossa cálculos mostram que 20 por cento foram submetidos a flutuações quânticas e mudou de neutrinos do múon a outro tipo de neutrino que passam através da Terra ", explica Jason Koskinen.
E então o que, você pode perguntar? "Porque nós, basicamente, quer aprender mais sobre estas partículas estranhas que estão em todos os lugares no universo e cujas propriedades nós ainda não entendemos completamente. Porque neutrinos vêm dos cosmos, podemos usá-los para observações astronômicas e ganhar novos insights sobre a estrutura de o universo ", diz Jason Koskinen.
Os resultados são publicados na revista científica Physical Review D
The Daily Galaxy via Universidade de Copenhagen / Niels Bohr Institute
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