2026 metų Nobelio fizikos premija spalio 6 dieną skirta JAV dirbančiam belgų fizikui Francisui Halzenui. Įvertintas jo lemiamas indėlis kuriant IceCube neutrinų observatoriją ir atrandant didelės energijos kosminius neutrinus. KTU docento dr. Beno Gabrielio Urbonavičiaus teigimu, šios dalelės leidžia tyrinėti Visatos vietas ir procesus, apie kuriuos vien šviesa informacijos suteikti negali.
Neutrinai yra itin mažos, elektros krūvio neturinčios dalelės. Jų aplink mus yra daugybė, tačiau su medžiaga jos sąveikauja taip retai, kad gali beveik nesustodamos prasiskverbti pro žmogaus kūną ar net visą Žemę.
Neutrinai padeda pažvelgti ten, kur nepasiekia šviesa
Ši savybė mokslininkams kelia iššūkių, nes neutrinus labai sunku aptikti. Kita vertus, būtent dėl gebėjimo prasiskverbti pro tankią medžiagą jie gali atnešti informacijos iš kosminių aplinkų, kurių neįmanoma tiesiogiai ištirti kitomis dalelėmis ar spinduliuote.
Neutrinų vaidmenį galima palyginti su garsu už storos užuolaidos. Nors pats reiškinys nematomas, iš girdimų garsų galima susidaryti vaizdą apie tai, kas vyksta kitoje pusėje.
Neutrinai papildo teleskopų surenkamą šviesą. Jų judėjimo krypties neveikia magnetiniai laukai, todėl aptiktos dalelės trajektorija gali padėti nustatyti, iš kokio kosminio šaltinio ji atkeliavo.
Antarktidos ledas tapo milžinišku detektoriumi
F. Halzeno pasiūlymas buvo panaudoti Pietų ašigalio ledą kaip milžinišką dalelių detektorių. Šią idėją jis iškėlė 1988 metais, o vėliau ją įgyvendino tarptautinė mokslininkų ir inžinierių komanda.
Pagrindinis IceCube neutrinų observatorijos detektorius įrengtas maždaug kubiniame kilometre Antarktidos ledo. Maždaug pusantro-pustrečio kilometro gylyje išdėstyta daugiau nei 5000 šviesai jautrių detektorių.
Kai neutrinas retai sąveikauja su ledu, susidaro kitos dalelės. Judėdamos jos skleidžia silpną šviesą, kurią užfiksuoja jutikliai. Pagal šviesos atsiradimo vietą, laiką ir intensyvumą mokslininkai gali įvertinti neutrino energiją bei jo atskriejimo kryptį.
Stebėjimai atskleidė kosminių neutrinų šaltinius
2013 metais „IceCube“ komanda paskelbė apie 28 didelės energijos įvykius. Jų visumos nebuvo galima paaiškinti vien įprastais Žemės atmosferoje vykstančiais procesais, todėl gauti pirmieji tvirti tokios energijos kosminių neutrinų įrodymai.
Premija skirta ne už pačių neutrinų atradimą, o už galimybę juos pritaikyti Visatos tyrimams. 2022 metais observatorija aptiko įrodymų, kad didelės energijos neutrinus skleidžia aktyvi galaktika NGC 1068.
Šios galaktikos centre esančią juodąją skylę supanti medžiaga dalį procesų slepia nuo įprastų stebėjimų. Neutrinai padeda tyrinėti tokią aplinką, kuri kitais būdais iš dalies lieka nematoma.
Patobulinti ir duomenų analizės metodai
Retus ir vertingus signalus reikia atskirti nuo daugybės kitų matavimų, todėl „IceCube“ komanda tobulina duomenų apdorojimo būdus. 2021 metais pristatytas mašininio mokymosi metodas vieną dalelių signalų atkūrimo užduotį leido atlikti maždaug 100 tūkst. kartų greičiau nei ankstesniais metodais. Kai kuriais atvejais pagerėjo ir rezultatų tikslumas.
Pasak KTU mokslininko, šio atradimo reikšmė pirmiausia susijusi su naujais stebėjimais, geresniais matavimo ir skaičiavimo metodais bei galimybe tikrinti anksčiau sunkiai patikrinamas fizikos idėjas. Šis darbas savaime nereiškia, kad jau sukurtas naujas medicinos prietaisas ar atsirado būdas atpiginti elektros energiją.
Šaltinis: elta.lt
