Particule cosmice ultraenergetice, captate sub gheţurile antarctice

Până la această realizare, cercetătorii au reuşit să capteze neutrino, una dintre particulele fundamentale din modelul standard din fizică, provenind din atmosfera terestră sau de la Soare, ale căror mase sunt considerabil mai mici.

Totuşi, înainte de acest experiment în Antarctica, savanţii din Statele Unite şi Japonia au "capturat" pentru prima dată 20 de neutrino cosmici care proveneau din explozia unei supernove aflate la o distanţă de 165.000 de ani-lumină (1 an-lumină reprezintă 9.460 de miliarde de kilometri) de Terra.

Cei 28 de neutrino cu înaltă energie - de un miliard de ori mai puternică decât aceea a neutrinilor de origine terestră sau solară - venind din toate direcţiile din Univers au fost captaţi între 2010 şi 2012 la peste 1 kilometru sub gheţurile antarctice, cu ajutorul detectorului IceCube Neutrino Observatory, înzestrat cu peste 5.000 de senzori optici.

Ţinând cont de faptul că aceşti neutrino interacţionează puţin cu materia, savanţii au nevoie de un captor uriaş, care să protejeze contra altor particule din cosmos, pentru a creşte şansele de realizare a unei capturi sau chiar a unei coliziuni între neutrino.

"Neutrino sunt lipsiţi de sarcină electrică şi interacţionează din acest motiv foarte puţin cu materia, fapt care le permite să călătorească pe vaste distanţe intergalactice fără să fie aproape niciodată absorbite sau deformate de câmpurile electromagnetice", a explicat Gregory Sullivan, profesor de fizică la Universitatea Maryland din Statele Unite.

Gregory Sullivan a fost unul dintre coordonatorii acestui experiment, ale cărui prime rezultate au fost publicate joi în revista americană Science. Aceşti neutrino au niveluri de energie care sunt de la câteva milioane până la câteva miliarde de ori mai mari decât cele ale fotonilor ce formează lumina şi razele X, a precizat profesorul Sullivan.

Astfel, "neutrino ar trebui să ne permită să observăm Universul la niveluri de energie fără precedent şi să înţelegem mai bine mecanismul super găurilor negre care emit radiaţii în centrul galaxiilor sau exploziile de raze gamma, cele mai puternice din Univers, care se produc la distanţa foarte mari şi eliberează cantităţi uriaşe de energie", a explicat acelaşi profesor american.

"Neutrino reprezintă unul dintre elementele de bază din Universul nostru", a dezvăluit Kara Hoffman, profesor de fizică la Universitatea Maryland şi coautoare a studiului.

"Miliarde de neutrino traversează trupurile noastre în fiecare secundă, menţinându-şi în tot acest timp viteza şi direcţia, iar cei mai mulţi dintre ei provin de la Soare sau din atmosfera terestră, în timp ce neutrino cosmici sunt mult mai rari", a explicat ea.

O mai bună înţelegere a acestor neutrino "este crucială" pentru progresul fizicii particulelor, astrofizicii şi astronomiei, consideră autorii studiului, potrivit cărora oamenii de ştiinţă lucrează de peste 50 de ani pentru a concepe şi a construi un detector de neutrino cosmici aşa cum este Icecube Neutrino Observatory.

"Asistăm poate la naşterea astronomiei particulelor neutrino", a comentat la rândul său Markus Ackermann, fizician la Deutsches Elektronen-Synchroton, un centru de cercetări ştiinţifice din Germania, participant la acest proiect.

IceCube Neutrino Observatory este rodul unei colaborări internaţionale la care participă peste 250 de fizicieni şi ingineri din mai multe ţări.