Мы в Telegram
Добавить новость
smi24.net
News in English
Май
2024

Rare neutrinos detected from under Antarctic ice

0

Scientists extract 7 rare neutrinos - energetic tau neutrinos - from about 10 years of data from the IceCube observatory at the South Pole.

The post Rare neutrinos detected from under Antarctic ice first appeared on EarthSky.

Rare neutrinos: A 2-story building with an attached silo on either end with snow.
IceCube sits on tons of clear ice in Antarctica, allowing scientists to see the interactions that reveal the rare neutrinos. Image via Christopher Michel/ Wikimedia Commons, CC BY-SA.

By Doug Cowen, Penn State

Rare neutrinos found with the help of ice

About a trillion tiny particles called neutrinos pass through you every second. Created during the Big Bang, these “relic” neutrinos exist throughout the entire universe, but they can’t harm you. In fact, only one of them is likely to lightly tap an atom in your body in your entire lifetime.

Most neutrinos produced – by objects such as black holes – have much more energy than the relic neutrinos floating through space. While much rarer, these energetic neutrinos are more likely to crash into something and create a signal that physicists like me can detect. But to detect them, neutrino physicists have had to build very large experiments.

Please help EarthSky keep going! Our annual crowd-funder is going on now. PLEASE DONATE today to continue enjoying updates on your cosmos and world.

IceCube, one such experiment, documented an especially rare type of particularly energetic astrophysical neutrino. These energetic neutrinos – known as tau neutrinos – often masquerade as other, more common types of neutrino. But for the first time, my colleagues and I managed to detect them, pulling out a few from almost 10 years of data. We published our study in the peer-reviewed journal Physical Review Letters on April 11, 2024.

Their presence puts researchers like me one step closer to unraveling the mystery of how highly energetic particles like astrophysical neutrinos are produced in the first place.

IceCube observatory

The IceCube Neutrino Observatory is the 800-pound gorilla of large neutrino experiments. It has about 5,000 sensors that have peered intently at a gigaton of ice under the South Pole for over a decade. When a neutrino collides with an atom in the ice, it produces a ball of light that the sensors record.

When neutrinos move through IceCube, a tiny fraction of them will interact with atoms in the ice and produce light, which the sensors record. In the video, the spheres represent individual sensors, with the size of each sphere proportional to how much light it detects. The colors indicate the light’s relative arrival time, according to the colors of the rainbow, with red arriving earliest and violet latest.

IceCube has detected neutrinos created in several places. These include Earth’s atmosphere, the center of the Milky Way galaxy and black holes in other galaxies many light-years away.

But the tau neutrino, one type of particularly energetic neutrino, has eluded IceCube … until now.

Neutrino flavors

Neutrinos come in three different types, which physicists call flavors. Each flavor leaves a distinct imprint on a detector like IceCube.

When a neutrino bangs into another particle, it usually produces a charged particle that corresponds with its flavor. A muon neutrino produces a muon, an electron neutrino produces an electron, and a tau neutrino produces a tau.

Neutrinos with a muon flavor have the most distinctive signature, so my colleagues and I in the IceCube collaboration naturally searched for those first. The muon emitted from a muon neutrino collision will travel through hundreds of meters of ice, making a long track of detectable light, before it decays. This track allows researchers to trace the neutrino’s origin.

Electron neutrinos

The team next looked at electron neutrinos, whose interactions produce a roughly spherical ball of light. The electron produced by an electron neutrino collision never decays. Plus, it bangs into every particle in the ice it comes near. This interaction leaves an expanding ball of light in its wake before the electron finally comes to rest.

Since the electron neutrino’s direction is very hard to discern by eye, IceCube physicists applied machine learning techniques to point back to where the electron neutrinos might have been created. These techniques employ sophisticated computational resources and tune millions of parameters to separate neutrino signals from all known backgrounds.

Tau neutrinos

The third flavor of neutrino, the tau neutrino, is the chameleon of the trio. One tau neutrino can appear as a track of light, while the next can appear as a ball. The tau particle created in the collision travels for a tiny fraction of a second before it decays. And when it does decay, it usually produces a ball of light.

Those tau neutrinos create two balls of light, one where they initially bang into something and create a tau, and one where the tau itself decays. Most of the time, the tau particle decays after traveling only a very short distance. Thus, the two balls of light overlap so much that they’re indistinguishable from a single ball.

But at higher energies, the emitted tau particle can travel tens of meters, resulting in two balls of light separate from one another. Physicists armed with those machine learning techniques can see through this to find the needle in the haystack.

A glowing red, orange, and yellow shape ring, with a large black center, on black background.
This is an enhanced version of the 1st-ever image of a black hole. Black holes can emit energetic neutrinos. Image via L. Medeiros/ D. Psaltis/ T. Lauer (NSF’s NOIRLab)/ F. Ozel/ The Astrophysical Journal Letters (CC BY 4.0).

Extracting those rare neutrinos

With these computational tools, the team managed to extract seven strong candidate tau neutrinos from about 10 years of data. These taus had higher energies than even the most powerful particle accelerators on Earth. And that means they must be from astrophysical sources, such as black holes.

This data confirms IceCube’s earlier discovery of astrophysical neutrinos, and they confirm a hint that IceCube previously picked up of astrophysical tau neutrinos.

These results also suggest that even at the highest energies and over vast distances, neutrinos behave in much the same way as they do at lower energies.

In particular, the detection of astrophysical tau neutrinos confirms that energetic neutrinos from distant sources change flavor, or oscillate. Neutrinos at much lower energies traveling much shorter distances also oscillate in the same way.

As IceCube and other neutrino experiments gather more data, and scientists get better at distinguishing the three neutrino flavors, researchers will eventually be able to guess how neutrinos that come from black holes are produced. We also want to find out whether the space between Earth and these distant astrophysical neutrino accelerators treats particles differently depending on their mass.

There will always be fewer energetic tau neutrinos and their muon and electron cousins compared with the more common neutrinos that come from the Big Bang. But there are enough out there to help scientists like me search for the most powerful neutrino emitters in the universe and study the limitless space in between.The Conversation

Doug Cowen, Professor of Physics and Professor of Astronomy and Astrophysics, Penn State

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.

Bottom line: Scientists have extracted seven strong tau neutrino candidates (a rare type of neutrino) from about 10 years of data from the IceCube observatory at the South Pole in Antarctica.

The post Rare neutrinos detected from under Antarctic ice first appeared on EarthSky.







В Дубне сотрудники Росгвардии помогли утиному семейству перейти оживленную трассу

«ЯРКО» провела развлекательную программу на фестивале «Крутая песочница»

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Свыше 5,2 миллиона жителей Московского региона получают набор социальных услуг в натуральном виде

Автопробег в честь Дня России прошел в Ленинском округе


Smena SS-2024

Совместное заявление участников круглого стола, приуроченного ко «Дню защиты прав безвинно осужденных»

Скидки по поводу и без от Mirihi Island Resort

Концертный директор для музыкантов. Концертный директор для певцов. Концертное агентство в Москве. Букинг агентство. Организация концертов и гастролей.


'Hum bhi insaan hain': Pakistan allrounder Imad urges calm

Creepy King Charles Painting Is Vandalized by Radical Animal Rights Activists, Gets a Cartoon Face and Speech Balloon!

McDonald's Grimace showed Mets fans what happens when something goes right this season

Virtual Luck: Exploring Vavada Casino


Росгвардейцы обеспечили охрану общественного порядка в День поселка Вербилки

Храм Преображения Господня в Коммунарке

ТСД промышленного класса Saotron RT-Т510

Всегда на связи: проводная гарнитура Fstyler FH150U от A4Tech


Real Commando Shooting 3D 6.0

По аниме и манге «Кайдзю № 8» выпустят PC и мобильную игру — Kaiju No. 8 THE GAME

Age of Sail: Navy & Pirates 1.0.1.13

MMORPG Tarisland выпустили в Китае раньше времени


Монтаж димоходів та вентиляційних систем у Києві


Музей Победы ко Дню медика открыл новую площадку

травят изгоя писателя на районе даже менты тоже

«Москва востребована мировым сообществом»: какое значение имеют военно-морские учения России и Египта

Неблагодарный батька или о чем говорил президент Белоруссии с делегацией Азербайджана?


Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Свыше 5,2 миллиона жителей Московского региона получают набор социальных услуг в натуральном виде

«ЯРКО» провела развлекательную программу на фестивале «Крутая песочница»

Путин вручил орден «За доблестный труд» коллективу Пироговского медцентра

И не друг, и не враг: зачем США стратегическое партнерство с Арменией


Москвичей предупредили о риске образования смерчей этим летом

Шутки в сторону: готов первый русский литограф. Начинается десятилетие России

Штаты выбирают между выстрелом себе в ногу и в голову

Голому рубашка


Самсонова вышла в четвертьфинал турнира WTA в Хертогенбосе

Медведев и Сафиуллин сыграют в паре на турнире в Галле

Дядя Надаля назвал причину поражения Зверева в финале «Ролан Гаррос»

Дзюба заявил, что был бы теннисистом уровня Сафина


Марк Руссе: Военное превосходство России над Соединёнными Штатами и НАТО

Росприроднадзор: запутавшегося в сетях кита у берегов Териберки освободили

Андрей Воробьев поздравил медиков с профессиональным праздником

Иркутская область и КНР подписали инвестсоглашения на сумму более 50 млрд рублей


Музыкальные новости

Жаркое лето в Сочи: МOT, Джиган и Ольга Бузова выступят на сцене VИНОГРАD Pool Day&Night Club

Планы на выходные 15 – 16 июня: VK Fest в Сочи и продолжение «Бриджертонов»

Шоумен Барецкий: у нас с Моргенштерном будет концерт 28 июня

«Выводил на сцену»: Цискаридзе рассказал о своей помощи Волочковой


«Москва востребована мировым сообществом»: какое значение имеют военно-морские учения России и Египта

Концертный директор для музыкантов. Концертный директор для певцов. Концертное агентство в Москве. Букинг агентство. Организация концертов и гастролей.

Рок-версия гимна Белогорска прозвучала на масштабном рок-н-мобе

Музей Победы ко Дню медика открыл новую площадку


Новым генсеком «Единой России» вместо Турчака стал протеже Собянина

МО Финляндии: страна направит РФ ноту о подозрении в нарушении воздушных границ

Apple платила мужчинам больше, чем женщинам: иск подан

«Неприятно, что случилось в Казани». Шипачев — о переходе в минское «Динамо»


Шикарный лимузин, красная дорожка и элегантный black tie: слушатели «Авторадио» поехали на премию МУЗ-ТВ

Трасса М-4 «Дон» перекрыта из-за массового ДТП

Массовое ДТП произошло на Тверской улице

Трассу М-4 «Дон» временно перекрыли из-за массового ДТП


NetEase: США недовольны реакцией Путина на новые санкции из-за решения по юаню

Путин по телефону обсудил с президентом Киргизии взаимодействие в рамках ЕАЭС

Муфтий Гайнутдин пожелал Путину помощи Аллаха для побед

Эрдоган сообщил, что Фидан и Путин обсудили выборы в курдских районах Сирии




Музей Победы ко Дню медика открыл новую площадку

Роспотребнадзор: салаты с лобио и тунцом стали причиной заболевания ботулизмом

Айтека — широкий спектр медицинских данных и сервисов

Хирург Аршакян рассказал, сколько сегодня стоят пластические операции в России


Трамп назвал Зеленского «величайшим торговцем» и пообещал разобраться с траншами Киеву


Рок-версия гимна Белогорска прозвучала на масштабном рок-н-мобе

Роман Костомаров поучаствовал в боксерской тренировке в Москве

В Москве выставили на продажу редкий Mercedes-Benz SLR McLaren за 100 млн рублей

Футболисты ЮФУ одержали три победы в домашнем турнире


Лукашенко обратился к Рамафосе


Собянин утвердил проект строительства общественно-делового центра в ЗАО

Собянин: В этом году к проекту «Открой#Моспром» присоединился один миллион человек

Собянин рассказал, как электробусы помогают улучшать экологическую ситуацию

Собянин рассказал о новом вольере для снежных барсов в Московском зоопарке


Синоптик Ильин предупредил, что в Москве этим летом возможно образование смерчей

Перечислены виды транспорта, которые выпускаются в «Технополисе Москва»

Собянин рассказал, как электробусы помогают улучшать экологическую ситуацию

О вызовах и возможностях России достижения углеродной нейтральности на форуме «Экология» рассказала Н.В. Лукина


Губернатор Подмосковья Воробьев поздравил медработников с праздником

Шутки в сторону: готов первый русский литограф. Начинается десятилетие России

Андрей Воробьев поздравил медиков с профессиональным праздником

Марк Руссе: Военное превосходство России над Соединёнными Штатами и НАТО


Express: АПЛ «Архангельск» представляет большую угрозу инфраструктуре НАТО

АО «Транснефть - Север» оказало благотворительную помощь детскому саду в Архангельской области

Ниже воды: как идет обновление подводного флота России

Более 39 млн рублей направлено на летний отдых и оздоровление детей-сирот в Архангельской области


Аварийное отключение электроэнергии произошло почти в тридцати населенных пунктах Крыма

Футболисты ЮФУ одержали три победы в домашнем турнире

Выставка-посвящение «Первая дама советской скульптуры»

Фольклорно-литературная программа «Сказки детства, полные чудес, нас уводят в царство тридесятое»


Виновата жара: М-5 "Урал" и другие трассы перекроют для южноуральцев

Иркутская область и КНР подписали инвестсоглашения на сумму более 50 млрд рублей

Голому рубашка

Москвичей предупредили о риске образования смерчей этим летом














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *