Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Włosi złapali neutrina z jądra Słońca i potwierdzili zachodzące w nim procesy
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Astronomia i fizyka
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Głęboko pod powierzchnią Morza Śródziemnego znajduje się niezwykła infrastruktura, wykrywacz neutrin KM3NeT. Jedna część znajduje się 30 km od południowych wybrzeży Francji, na głębokości ok. 2500 m i jest zoptymalizowana do pracy z neutrinami o energiach liczonych w gigaelektronowoltach (GeV). Część druga, KM3NeT-It, położona 100 km na wschód od południowych wybrzeży Sycylii, zlokalizowana 3500 m pod powierzchnią, wykrywa neutrina z zakresu tera- i petaelektronowoltów (TeV, PeV). Zarejestrowano tam najbardziej energetyczne neutrino. Jego energia sięgała 220 PeV.
Międzynarodowy zespół naukowy KM3NeT Collaboration poinformował na łamach Nature, o wynikach analiz przeprowadzonych na danych zebranych przez wykrywacze umieszczone na 21 linach wpuszczonych w głąb morza. Infrastruktura w pobliżu Sycylii pracowała w takich konfiguracji pomiędzy końcem września 2022 a połową września 2023, kiedy to dodano 7 kolejnych lin z detektorami. Uczeni przeanalizowali dane z 287 dni pracy KM3NeT. W tym czasie zarejestrowano 110 milionów interakcji. A najpotężniejsze ze znanych neutrin wykrywacze zarejestrowały 13 lutego 2023 roku. Wspomniane już energia 220 PeV to 16 000 razy więcej niż energia najpotężniejszych kolizji, do jakich dochodzi w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC).
Wszechświat jest pełen neutrin. Jest ich tak dużo, że w każdej sekundzie przez nasze ciała przelatuje ich nawet 100 bilionów. Nie mają one jednak ładunku elektrycznego i prawie nie posiadają masy. Niezwykle rzadko wchodzą w interakcje z materią. Dlatego do ich wykrywania używa się gigantycznych teleskopów, takich jak KM3NeT. To zespół czujników zawieszonych na linach w głębinach Morza Śródziemnego, które rejestrują promieniowanie Czerenkowa. Gdy neutrino wchodzi w interakcję z jądrem atomu w wodzie morskiej, może powstać mion. W wyniku interakcji jądro atomu-neutrino powstały mion zyskuje tak olbrzymią energię kinetyczną, że gdy przemieszcza się przez wodę, dochodzi do emisji światła. To właśnie jest promieniowanie Czerenkowa, które możemy porównać do gromu dźwiękowego powstającego, gdy samolot przekracza prędkość dźwięku.
Każda z 230 lin składających się na KM3NeT wyposażona jest w 18 modułów optycznych, z których każdy zawiera 31 fotopowielaczy, wykrywających i wzmacniających słabe rozbłyski światła ze wszystkich kierunków. W tym światło generowane przez miony powstające po uderzeniu neutrin w jądra atomowe. Jak więc łatwo się domyślić, dokładając kolejnych lin z kolejnymi fotopowielaczami możemy łatwo rozbudowywać KM3NeT, którego objętość będzie wkrótce liczyła wiele kilometrów sześciennych.
KM3NeT wykrywa obecnie neutrina pochodzące z ekstremalnych źródeł i wydarzeń astrofizycznych. Pierwsze zarejestrowanie neutrina o energii w zakresie setek PeV otwiera nowy rozdział w astronomii, stwierdzil Paschal Coyle. Łącząc obserwacje z różnych źródeł, poszukujemy związku pomiędzy promieniowaniem kosmicznym, pojawianiem się neutrin oraz supermasywnymi czarnymi dziurami, wyjaśnia Yuri Kovalev z Instytutu Radioastronomii im. Maxa Plancka.
Źródłem wysokoenergetycznych neutrin mogą być zresztą nie tylko supermasywne czarne dziury, ale też supernowe. Najpotężniejsze z zarejestrowanych neutrin może pochodzić z któregoś z tych źródeł. Może być też pierwszym zauważonym neutrino kosmogenicznym. Mogą one powstawać, gdy wysokoenergetyczne promieniowanie kosmiczne wchodzi w interakcję z reliktowymi niskoenergetycznymi fotonami z mikrofalowego promieniowania tła. Jednak, jako że to jedyne neutrino o energii rzędu setek PeV, naukowcy nie są w stanie określić jego źródła.
KM3Net składa się z dwóch wykrywaczy: ARCA w pobliżu Sycylii i ORCA w pobliżu Tulonu. W skład zespołu ARCA wchodzi 230 lin o długości 700 metrów każda, rozmieszczonych w odległości 100 metrów od siebie. ORCA to 115 lin długości 200 metrów w odległości 20 metrów od siebie. Na każdej linie znajduje się 18 modułów optycznych, wyposażonych w 31 fotopowielaczy. Dane z wykrywaczy trafiają do INFN Laboratori Nazionali del Sud w Portopalo di Capo Passero i Laboratoire Sous-marin Provence Méditerranée w La Seyne-sur-Mer.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wszechświat jest pełen neutrin. Jest ich tak dużo, że w każdej sekundzie przez nasze ciała przelatuje nawet 100 bilionów tych cząstek subatomowych. Mimo tej obfitości neutrino jest najsłabiej poznaną cząstką elementarną. Bardzo słabo oddziałuje ono z materią, dlatego też trudno jest je zarejestrować i badać. Tymczasem fizycy od kilkunastu lat coraz bardziej interesują się neutrinami, gdyż mogą one wyjaśnić wiele tajemnic, na przykład, dlaczego we wszechświecie jest więcej materii niż antymaterii.
Jedną z pierwszych cech neutrin, jakie powinniśmy poznać, są ich rozmiary. Znajomość tego parametru pozwoli na zaprojektowanie bardziej precyzyjnych detektorów, dzięki którym można będzie lepiej zbadać neutrina. Międzynarodowy zespół naukowy opisał na łamach Nature opracowaną przez siebie metodę pomiaru rozmiarów neutrino elektronowego oraz uzyskane wyniki.
Uczeni przeprowadzili eksperyment, podczas którego obserwowali radioaktywny rozpad berylu (7Be). Rozpada się on do litu (7Li). Podczas tego procesu ma miejsce wychwyt elektronu, kiedy to elektron atomu jest przechwytywany przez proton z jego jądra. Powstaje w ten sposób neutron pozostający w jądrze nowego pierwiastka – litu-7 – oraz emitowane jest neutrino elektronowe.
Uwalniana jest energia, która odrzuca nowo powstały atom litu-7 w jednym kierunku, a neutrino w przeciwnym. Badacze obserwowali ten proces w akceleratorze, w którym umieścili bardzo czułe detektory neutrin. Dzięki temu mogli zbadać moment pędu atomu litu i na tej podstawie obliczyć rozmiary neutrino.
Pomiar oddaje kwantową naturę neutrino. Co oznacza, że „rozmiar” należy tutaj rozumieć jako pewien stopień niepewności co do przestrzeni zajmowanej przez neutrino. Z obliczeń wynika, że dolną granicą rozmiarów pakietu falowego neutrino elektronowego jest 6,2 pikometrów. To oznacza, że pakiet falowy neutrin jest znacznie większy niż pakiet falowy typowego jądra atomowego, który liczy się w femtometrach. Dla jądra wodoru jest to ok. 1,2 fm, dla jądra węgla, ok 3,5 fm.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Gdy klimatolodzy z Instytutu Nielsa Bohra na Uniwersytecie w Kopenhadze poinformowali, że na podstawie badań rdzeni lodowych odkryli erupcję wulkaniczną, która wydarzyła się około 2900 roku przed naszą erą i musiała mieć katastrofalne skutki dla ówczesnych społeczności rolniczych północnej Europy, ich koledzy z wydziału archeologii, Narodowego Muzeum Danii i Muzeum Borholmu, jeszcze raz przyjrzeli się „kamieniom słonecznym” ze stanowiska Vasagård na Bornholmie.
Erupcje wulkaniczne miewały wpływ na ludzką historię. Dość wspomnieć erupcję Thery, wybuch na Alasce z roku 43, który wywołał głód i choroby w basenie Morza Śródziemnego czy najsłynniejszą z erupcji, kiedy to Wezuwiusz zniszczył Pompeje, dając nam unikatową możliwość badania starożytnego rzymskiego miasta.
Na neolitycznym stanowisku Vasagård na Bornholmie znaleziono ponad 600 tzw. kamieni słonecznych. Te niewielkie płaskie kamyki z wyrzeźbionymi wzorami i motywami Słońca znajdowane są tylko na tej wyspie. Zdaniem archeologów są symbolem płodności ziemi i prawdopodobnie zostały poświęcone Słońcu, by zapewnić sobie pomyślność zbiorów. Mieszkańcy neolitycznego Bornholmu wykonali wiele takich kamieni, które następnie włożyli do wykopów wraz z pozostałościami rytualnych posiłków, potłuczonych glinianych naczyń, zwierzęcych kości oraz obiektów z krzemienia i przysypali ziemią.
Kamienie datowane są na około 2900 rok p.n.e. Gdy więc archeolodzy dowiedzieli się o odkryciu erupcji wulkanicznej, która mniej więcej w tym samym czasie wyrzuciła do atmosfery wielkie ilości pyłów, a te przesłoniły Słońce na północy Europy, natychmiast połączyli oba fakty. Od dawna wiemy, że Słońce było ważnym punktem odniesienia dla wczesnych kultur rolniczych północnej Europy. Zbiory były zależne od Słońca. Gdy ono zniknęło na dłuższy czas z powodu pyłu, który pojawił się w stratosferze, musiało to być przerażające doświadczenie dla neolitycznych rolników, mówi Rune Iversen z Uniwersytetu w Kopenhadze. Uczeni sądzą, że istnieje związek pomiędzy erupcją wulkaniczną, wywołaną przez nią zmianą klimatu i pojawieniem się rytualnych „kamieni słonecznych”. Mamy teraz podstawy przypuszczać, że neolityczni mieszkańcy Bornholmu poświęcali kamienie słoneczne by chronić się przed dalszą niekorzystną zmianą klimatu, albo też wyrażali w ten sposób wdzięczność za to, że Słońce wróciło, dodaje naukowiec.
Około 2900 roku p.n.e. neolityczne kultury północnej Europy doświadczyły nie tylko pogorszenia się klimatu. Badania DNA wykazały, że w tym samym czasie panowały epidemie śmiertelnych chorób. Z danych archeologicznych wiemy natomiast, że w tym czasie zanika też dominująca dotychczas kultura pucharów lejkowatych.
„Kamienie słoneczne” z Bornholmu nie mają swojego odpowiednika w Europie. Najbliższe, co przychodzi mi do głowy w kontekście kultury słońca w neolicie są niektóre grobowce z południowej Skandynawii i struktury takie jak Stonehenge, przez niektórych łączone z Słońcem. Kamienie słońca są bez wątpienia z nim związane. To niezwykłe odkrycie, które pokazuje, depozyty ku czci Słońca są bardzo starym zjawiskiem. Na południu Skandynawii pojawiają się one ponownie w postaci licznych dużych skarbów złotych przedmiotów złożonych po wielkiej erupcji wulkanicznej z 536 roku, dodaje Lasse Vilien Sørensen z Narodowego Muzeum Danii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przed trzema dniami, gdy świat świętował Wigilię Bożego Narodzenia, sonda Parker Solar Probe przeleciała rekordowo blisko Słońca. Operatorzy misji z Johns Hopkins Applied Physics Laboratory odebrali przed kilkoma godzinami dane potwierdzające, że przelot przebiegł zgodnie z planem. To pierwszy sygnał z PSP od czasu, gdy rozpoczęła ona procedurę bliskiego przelotu.
Parker Solar Probe znalazła się w odległości 6,1 miliona kilometrów od powierzchni Słońca, pędząc z prędkością 692 tysięcy km/h. Teraz nadzór misji czeka na informacje o stanie sondy. Mają one nadejść w ciągu najbliższych godzin. Natomiast 1 stycznia na Ziemię powinny trafić dane, z których dowiemy się więcej na temat warunków panujących w obszarze, w który zapuściła się sonda. Żaden wykonany przez człowieka obiekt nigdy nie znalazł się tak blisko gwiazdy, Parker dostarczy nam informacji z niezbadanych obszarów, mówi Nick Pinkine, menedżer misji.
Parker Solar Probe została wystrzelona w sierpniu 2018 roku. Po raz pierwszy „dotknęła Słońca” dnia 28 kwietnia 2021 roku. Zewnętrzna krawędź Słońca jest wyznaczana przez powierzchnię krytyczną Alfvéna. To miejsce poniżej którego Słońce i jego siły grawitacyjne i magnetyczne bezpośrednio kontrolują wiatr słoneczny. W kwietniu 2021 roku PSP spędziła 5 godzin poniżej powierzchni krytycznej Alfvéna, w obszarze, gdzie ciśnienie i energia pola magnetycznego gwiazdy są silniejsze niż ciśnienie i energia cząstek przezeń emitowanych. Tym samym PSP stała się pierwszym pojazdem kosmicznym, który dotknął atmosfery naszej gwiazdy.
Parker Solar Probe to urządzenie rozmiarów małego samochodu. Jego celem jest atmosfera Słońca znajdująca się w odległości około 6,5 miliona kilometrów od powierzchni gwiazdy. Głównym zadaniem misji jest zbadanie, w jaki sposób w koronie Słońca przemieszcza się energia i ciepło oraz odpowiedź na pytanie, co przyspiesza wiatr słoneczny. Naukowcy wiążą z misją olbrzymie nadzieje, licząc, że zrewolucjonizuje ona rozumienie Słońca, Układu Słonecznego i Ziemi.
Pojazd może przetrwać temperatury dochodzące do 1370 stopni Celsjusza. Pomaga mu w tym gruba na 11,5 centymetra osłona termiczna (Thermal Protection System) z kompozytu węglowego. Jej zadaniem jest ochrona czterech instrumentów naukowych, które badają pola magnetyczne, plazmę, wysokoenergetyczne cząstki oraz obrazują wiatr słoneczny. Instrumenty mają pracować w temperaturze pokojowej.
TPS składa się z dwóch paneli węglowego kompozytu, pomiędzy którymi umieszczono 11,5 centymetra węglowej pianki. Ta strona osłony, która jest zwrócona w kierunku Słońca została pokryta specjalną białą warstwą odbijającą promieniowanie cieplne. Osłona o średnicy 2,5 metra waży zaledwie 72,5 kilograma. Musiała być ona lekka, by poruszająca się z olbrzymią prędkością sonda mogła wejść na odpowiednią orbitę wokół naszej gwiazdy.
Parker Solar Probe jest pierwszym pojazdem kosmicznym NASA nazwanym na cześć żyjącej osoby. W ten sposób uhonorowano profesora astrofizyki Eugene'a Parkera z University of Chicago. Zwykle misje NASA zyskują nową, oficjalną nazwę, po starcie i certyfikacji. Tym razem było inaczej. W uznaniu zasług profesora Parkera na polu fizyki Słońca oraz dla podkreślenia, jak bardzo misja jest związana z prowadzonymi przez niego badaniami, zdecydowano, że oficjalna nazwa zostanie nadana przed startem. Tym samym Parker stał się pierwszym człowiekiem, który zobaczył start misji NASA nazwanej jego imieniem. Uczony zmarł w 2022 roku, w wieku 94 lat.
Aby nie ulec potężnej grawitacji Słońca, które stanowi przecież 99,8% masy Układu Słonecznego, PSP musiał osiągnąć prędkość nie mniejszą niż 85 000 km/h. Nie jest to łatwe, dlatego też pojazd aż siedmiokrotnie korzystał z asysty grawitacyjnej Wenus.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy i inżynierowie z University of Bristol oraz brytyjskiej Agencji Energii Atomowej (UKAEA) stworzyli pierwszą diamentową baterię z radioaktywnym węglem C-14. Urządzenia tego typu mogą działać przez tysiące lat, stając się niezwykle wytrzymałym źródłem zasilania, które może przydać się w wielu zastosowaniach. Bateria wykorzystuje radioaktywny C-14 do długotrwałego wytwarzania niewielkich ilości energii.
Tego typu źródła zasilania mogłyby trafić do biokompatybilnych urządzeń medycznych jak np. implanty słuchu czy rozruszniki serca, a olbrzymią zaletą ich stosowania byłoby wyeliminowanie konieczności wymiany baterii co jakiś czas. Sprawdziłyby się też w przestrzeni kosmicznej czy ekstremalnych środowiskach na Ziemi, gdzie wymiana baterii w urządzeniu byłaby trudna, niepraktyczne czy niemożliwa.
Opracowana przez nas technologia mikrozasilania może znaleźć miejsce w wielu różnych zastosowaniach, od technologii kosmicznych, poprzez bezpieczeństwo po medycynę, mówi profesor Tom Scott. Uczony przypomniał, że prace nad nowatorskim rozwiązaniem trwały przez pięć lat.
Diamentowa bateria generuje dostarcza energię przechwytując elektrony pochodzące z rozpadu radioaktywnego węgla-14. Jako że czas półrozpadu C-14 wynosi 5730 lat, urządzenie takie może działać bardzo długo.
Diamentowe baterie to bezpieczny i zrównoważony sposób na długotrwałe dostarczanie mocy rzędu mikrowatów. To nowa technologia, która pozwala na zamknięcie w sztucznych diamentach niewielkich ilości węgla-14, mówi Sarah Clark, dyrektor wydziału Cyklu Paliwowego Trytu w UKAEA.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.