Znajdź zawartość

Naukowcy z Obserwatorium Neutrin IceCube na Biegunie Południowym poinformowali o zarejestrowaniu przed trzema tygodniami neutrino o energii 172 TeV. Cztery godziny później teleskop Baikal-GDV, znajdujący się w wodach jeziora Bajkał, zarejestrował nadchodzące z tego samego kierunku neutrino o energii 43 TeV. Dla porównania warto wiedzieć, że maksymalna energia cząstek rozpędzanych w Wielkim Zderzaczu Hadronów ma wynieść 7 TeV. Oba zarejestrowane przypadki są warte uwagi, gdyż w kierunku nadejścia neutrin znajduje się jeden z najjaśniejszych blazarów radiowych, PKS 0735+17. Prawdopodobnie więc to on jest źródłem neutrin. Blazar to szczególny typ galaktyki aktywnej, w której centrum znajduje się masywna czarna dziura otoczona dyskiem akrecyjnym. Z dziury wydobywają się dwa przeciwległe dżety poruszające się z prędkościami relatywistycznymi (bliskimi prędkości światła). Promieniowanie blazarów jest zdominowane przez przez tę relatywistyczną emisję dżetów. Z pozycji Ziemi dżety blazarów są obserwowane pod niewielkim kątem, więc większość promieniowania jakie możemy zarejestrować pochodzi z pojedynczego dżetu skierowanego w naszą stronę. Blazar PKS 0735+17 wysłał w naszym kierunku najsilniejszy z zarejestrowanych rozbłysków w zakresie promieniowania gamma i widzialnego. To zaledwie drugi raz w historii pracy IceCube, gdy obserwatorium to zarejestrowało jednocześnie neutrino i potężny rozbłysk. Co więcej, to pierwszy przypadek, gdy dwa największe na świecie obserwatoria neutrin – IceCube na półkuli południowej i Baikal-GVD na półkuli północnej, zaobserwowały neutrino pochodzące prawdopodobnie z tego samego źródła. Działający od 2010 roku IceCube Neutrino Obserwatory znajduje się na terenie Amundsen-Scott South Pole Station na biegunie południowym. Zasadniczą część obserwatorium stanowi wpuszczony w lód na głębokość 1450–2450 metrów detektor o łącznej objętości ponad 1 km3. Baikal-GVD ma być niemal równie wielki. Urządzenie budowane jest od 2016 roku, a w marcu 2021 zakończyła się pierwsza faza jego budowy. Obecnie detektor ma około pół kilometra sześciennego objętości. Docelowo ma być dwukrotnie większy. W budowę tego wykrywacze zaangażowani są m.in. naukowcy z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN. « powrót do artykułu

IceCube, zanurzone w lodach Antarktydy obserwatorium neutrin, zidentyfikowało cztery galaktyki jako źródła promieniowania kosmicznego. Autorzy najnowszych badań przeanalizowali dane zebrane podczas 10-letniej pracy IceCube Neutrino Observatory i dzięki temu dokonali najdokładniejszej w historii identyfikacji źródeł promieniowania kosmicznego. Naukowcy sądzą, że galaktyki te emitują również olbrzymie ilości neutrin. Promieniowanie kosmiczne to wysokoenergetyczne cząstki, które pochodzą spoza Układu Słonecznego. Uważa się, że powstają one w wyniku bardzo gwałtownych procesów, zdolnych do przyspieszania cząstek niemal do prędkości światła. Jednak określenie ich źródła jest niezwykle trudne, ze względu na istnienie w przestrzeni kosmicznej pól magnetycznych, które zmieniają trajektorię cząstek. Rozwiązaniem problemu jest badanie neutrin, gdyż powinny one powstawać w tych samych miejscach co promieniowanie kosmiczne, ale pola magnetyczne nie wpływają na trajektorię ich lotu. IceCube wykorzystuje tysiące fotopowielaczy zawieszonych na długich linach. Cała konstrukcja zajmuje 1 km3 i znajduje się lodzie Antarktydy. Od czasu do czasu neutrino minowe zderza się z atomem w lodzie. W wynku tego powstaje mion, który emituje promieniowanie Czerenkowa. Promieniowanie to wykrywają fotopowielacze. jednak określenie źródła pochodzenia neutrina jest proste, gdyż IceCube wyłapuje też sygnały z mionów i neutrin mionowych powstających w atmosferze w wyniku oddziaływania promieniowania kosmicznego. To tworzy silny szum tła i utrudnia obserwacje. Jednak dzięki nowym technikom analizy udało się coś, co dotychczas było niemożliwe. Przetworzono wszystkie dane z lat 2008–2018 i na ich podstawie określono najbardziej prawdopodobne źródła promieniowania kosmicznego. Badania ujawniły, że najważniejszym źródłem neutrin i promieniowania kosmicznego jest prawdopodobnie galaktyka NGC 1068. W tym przypadku prawdopodobieństwo statystyczne wynosi 2,9 sigma. Pozostałe galaktyki to TXS 0506 + 056, PKS 1424 + 240 oraz GB6 J1542 +6129. Wszystkie cztery zidentyfikowane źródła łącznie charakteryzuje prawdopodobieństwo rzędu 3,3 sigma. To oczywiście zbyt mało, by mówić o odkryciu, za które uznaje się prawdopodobieństwo 5 sigma. Jednak to najsilniejszy dowód, że źródłem promieniownia kosmicznego są te, a nie inne galaktyki. Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Physical Review Letters. « powrót do artykułu

O teleskopie Hubble'a słyszeli chyba wszyscy. Nic w tym dziwnego, gdyż jest to jeden z najważniejszych instrumentów naukowych wykorzystywanych obecnie przez człowieka. Niewiele osób jednak wie, że teleskopy wcale nie muszą spoglądać w niebo. Na Antarktydzie powstaje właśnie niezwykłe urządzenie. Teleskop IceCube (Kostka Lodu), jest budowany wewnątrz lodowej czapy pokrywającej południowy biegun naszej planety. Jego zadaniem jest wykrywanie neutrin. Neutrino Neutrino to jedna z cząstek elementarnych. Należy ona do grupy leptonów i wyróżniamy trzy typy neutrin: taonowe, mionowe oraz elektronowe. Neutrino ma zerowy ładunek elektryczny i niemal nie ma masy. Cząstka jest tak przenikliwa, że na przykład planety nie stanowią dla niej żadnej przeszkody. W każdej chwili przez nasze ciała, przez budynki i przez samą Ziemię przelatuje niezliczona liczba neutrin. Ich głównym źródłem jest oddziaływanie promieni kosmicznych w górnych warstwach atmosfery. Neutrina emitują też np. gwiazdy i reaktory atomowe. Istnienie neutrin zostało przewidziane teoretycznie w 1930 roku przez Wolfganga Pauliego, ale musiało minąć aż 26 lat zanim eksperymentalnie udowodniono, że Pauli się nie mylił. Cząsteczki te są bardzo łakomym kąskiem dla astronomów. Podróżują z prędkością światła od źródeł promieniowania, a na swej drodze nie napotykają niemal żadnych przeszkód. Neutrina powstają np. we wnętrzach gwiazd i bez najmniejszych problemów przemierzają przestrzeń kosmiczną. Badanie neutrin pozwala więc naukowcom wysnuć wnioski na temat samych źródeł, z których zostały wyemitowane. Z tego, co wiemy obecnie, zdecydowana większość istniejących neutrin pochodzi z samych początków wszechświata, powstały w momencie Wielkiego Wybuchu. IceCube Neutrina badane są od kilkudziesięciu lat i od lat naukowcy opracowują nowe metody ich obserwacji. Teoretycy od dawna uważają, że do obserwacji neutrin pochodzących z bardzo odległych źródeł potrzebny jest instrument długości co najmniej kilometra. Takim instrumentem ma być IceCube. Na miejsce jego budowy wybrano Antarktydę, gdyż jej lody są wyjątkowo czyste i wolne od źródeł promieniowania. Nic nie powinno więc zakłócać pracy niezwykłego teleskopu. Będzie się on składał z co najmniej 4200 modułów optycznych zawieszonych na 70 pionowych linach, a te z kolei będą umieszczone na głębokości od 1450 do 2450 metrów pod powierzchnią lodu. Na samej powierzchni znajdzie się kopuła zbudowana z co najmniej 280 modułów optycznych. Powierzchnia IceCube'a będzie wynosiła około 1 kilometra kwadratowego. Jak łatwo obliczyć, objętość tego niezwykłego instrumentu naukowego to około 2,5 kilometra sześciennego. Po ukończeniu prac IceCube będzie działał przez 20 lat. Uczeni mają nadzieję, że odpowie on na tak fundamentalne pytania, jak warunki fizyczne rozbłysków gamma czy też pozwoli zbadać naturę fotonów pochodzących z pozostałości po supernowej w gwiazdozbiorze Kraba oraz z nieodległych galaktyk. Być może IceCube pozwoli również potwierdzić teorię strun. Obecnie IceCube składa się z 40 lin. Do stycznia 2009 roku przybędzie 9 kolejnych. Rok później mają być już 63 liny, a w marcu 2010 roku urządzenie osiągnie pełną gotowość operacyjną. We wrześniu 2010 roku zakończony zostanie główny etap budowy IceCube'a. Obecnie budżet projektu wynosi 271 milionów dolarów. W pracach bierze udział około 200 naukowców i 29 instytucji. O skali przedsięwzięcia niech świadczą liczby. Wywiercenie w lodzie każdego z 70 otworów o średniej głębokości 2454 metrów trwa średnio 48 godzin (pierwszy otwór wiercono przez 57 godzin). W tym czasie usuwane jest 757 metrów sześciennych lodu i zużyciu ulega około 2400 litrów paliwa. W każdym otworze umieszczana jest lina. Operacja ta trwa 11 godzin. Praca nie jest łatwa, gdyż Antarktyda to najzimniejsze, najbardziej wietrzne i najbardziej suche miejsce na Ziemi. W niektórych jej punktach nie padało od tysięcy lat, a średnie temperatury na Biegunie Południowym wynoszą latem około -37 stopni Celsjusza. Rekord ciepła na Biegunie to -13,8 stopnia Celsjusza. Rekord zimna na Antarktydzie to -89 stopni Celsjusza. Najsilniejsze podmuchy wiatru zanotowano w lipcu 1972 roku. Naukowcy z francuskiej bazy Dumont d'Urville poinformowali wówczas, że wiatr wial z prędkością 320 kilometrów na godzinę. Na Antarktydzie znajduje się też największa pustynia na świecie, a rekordowy zanotowany spadek temperatury wyniósł 36 stopni w ciągu 12 minut. « powrót do artykułu

Mike Muller, prezes ds. technologicznych firmy ARM stwierdził, że jego przedsiębiorstwo ma swój udział zarówno w powstaniu największego komputera na świecie, jak i pracuje nad najmniejszymi procesorami. Tym największym komputerem jest IceCube, umieszczony pod lodem Antarktydy wykrywacz neutrin, którego całkowita objętość wynosi około 2,5 kilometra sześciennego, a który szczegółowo opisaliśmy w naszym artykule. Czujniki IceCube'a korzystają właśnie z procesorów ARM. Jeśli zaś chodzi o najmniejszy procesor, to Muller mówi, że zainspirował go udział w jednej z konferencji, na której usłyszał, że gdy rozmiar procesorów spadnie do 2x2 milimetry, będzie można je umieszczać w farbie i malować nią budynki. Procesory takie mogłyby monitorować stan konstrukcji. To nie jedyne zastosowanie miniaturowych układów scalonych. Kości takie mogłyby być umieszczane wewnątrz ludzkiego ciała. "Zacząłem myśleć o tym, co nasze dzieci będą uważały za normalne, a co obecnie nas przeraża" - stwierdził Muller. Pokazał też projekty układów, które zawierały w sobie czujnik ciśnienia, procesor, ogniwo słoneczne i antenę, a ich wielkość nie przekraczała 1 mm3. To jednocześnie górna granica objętości układów, które mogą być wszczepiane w gałkę oczną. Mogłyby one np. monitorować postępy jaskry i informować o nich lekarza.