Kredit gambar: UW-Madison
Teleskop baru yang terpasang di es Antartika telah melengkapkan peta pertama langit neutrino bertenaga tinggi. Ia benar-benar melihat ke bawah, ke seluruh Bumi untuk melihat langit Utara untuk neutrino, yang bergerak pada halaju tinggi dan melewati hampir semua perkara tanpa halangan. AMANDA II telah menemui neutrino dengan 100 kali tenaga daripada apa yang dihasilkan dalam eksperimen makmal di Bumi.
Teleskop novel yang menggunakan lapisan ais Antartika sebagai tingkap ke kosmos telah menghasilkan peta pertama langit neutrino bertenaga tinggi.
Peta itu, yang dilancarkan untuk para astronom di sini hari ini (15 Julai) pada pertemuan Kesatuan Astronomi Antarabangsa, memberikan para astronom sekilas pertama mengenai neutrino bertenaga tinggi, zarah hantu yang dipercayai berasal dari beberapa peristiwa paling ganas di alam semesta - lubang hitam yang terhempas, letupan sinar gamma, dan inti galaksi galaksi yang jauh.
"Ini adalah data pertama dengan teleskop neutrino dengan potensi penemuan yang realistik," kata Francis Halzen, profesor fizik University of Wisconsin-Madison, dari peta yang disusun menggunakan AMANDA II, teleskop satu-of-a-kind yang dibina dengan sokongan dari National Science Foundation (NSF) dan terdiri daripada susunan pengesan pengumpulan cahaya yang terkubur di dalam ais 1.5 kilometer di bawah Kutub Selatan. "Sehingga kini, ini adalah cara paling sensitif untuk melihat langit neutrino bertenaga tinggi," katanya.
Keupayaan untuk mengesan neutrino bertenaga tinggi dan mengesannya kembali ke tempat asal mereka tetap menjadi salah satu pencarian astrofizik moden yang paling penting.
Kerana neutrino kosmik tidak dapat dilihat, tidak dicas dan hampir tidak mempunyai jisim, mereka tidak mungkin dapat dikesan. Tidak seperti foton, zarah-zarah yang membentuk cahaya yang dapat dilihat, dan jenis radiasi lain, neutrino dapat melewati tanpa gangguan melalui planet, bintang, medan magnet luas ruang antara bintang dan bahkan seluruh galaksi. Kualiti itu - yang menjadikan mereka sangat sukar untuk dikesan - juga merupakan aset terbesar mereka kerana maklumat yang mereka simpan mengenai peristiwa yang jauh dan tidak dapat dilihat secara kosmologi tetap utuh.
Peta yang dihasilkan oleh AMANDA II adalah pendahuluan, Halzen menekankan, dan hanya mewakili satu tahun data yang dikumpulkan oleh teleskop ais. Dengan menggunakan dua tahun lagi data yang telah diambil dengan AMANDA II, Halzen dan rakannya seterusnya akan menentukan struktur peta langit dan menyusun isyarat yang berpotensi dari turun naik statistik dalam peta ini untuk mengesahkan atau menyangkalnya.
Kepentingan peta, menurut Halzen, adalah membuktikan bahawa pengesan berfungsi. "Ini membuktikan prestasi teknologi," katanya, "dan itu menunjukkan bahawa kita telah mencapai kepekaan yang sama dengan teleskop yang digunakan untuk mengesan sinar gamma di wilayah berenergi tinggi yang sama" dari spektrum elektromagnetik. Isyarat yang kira-kira sama diharapkan dari objek yang mempercepat sinar kosmik, yang asal-usulnya tidak diketahui hampir satu abad setelah penemuannya.
Tenggelam jauh ke dalam es Antartika, Teleskop AMANDA II (Antartika Muon dan Neutrino Detector Array) dirancang untuk melihat ke atas, tetapi ke bawah, melalui Bumi ke langit di Belahan Bumi Utara. Teleskop ini terdiri daripada 677 modul optik kaca, masing-masing berukuran bola boling, disusun pada 19 kabel yang dipasang jauh di dalam ais dengan bantuan latihan air panas bertekanan tinggi. Susunan mengubah silinder ais setinggi 500 meter dan diameter 120 meter menjadi pengesan zarah.
Modul kaca berfungsi seperti mentol secara terbalik. Mereka mengesan dan menangkap cahaya yang samar-samar dan sekejap diciptakan ketika, kadang-kadang, neutrino menabrak atom ais di dalam atau berhampiran pengesan. Bangkai kapal subatomik mencipta muon, spesies zarah subatom lain yang, dengan mudah, meninggalkan cahaya biru yang tidak lama lagi di dalam ais Antartika yang dalam. Rentetan cahaya sepadan dengan jalan neutrino dan menunjuk kembali ke titik asalnya.
Kerana ia memberikan gambaran pertama langit neutrino bertenaga tinggi, peta akan menarik minat para astronom kerana, kata Halzen, "kita masih tidak tahu bagaimana sinar kosmik dipercepat atau dari mana asalnya."
Fakta bahawa AMANDA II kini telah mengenal pasti neutrino hingga seratus kali tenaga zarah yang dihasilkan oleh pemecut bumi yang paling kuat meningkatkan prospek bahawa beberapa dari mereka mungkin dimulakan dalam perjalanan panjang mereka oleh beberapa peristiwa yang paling bertenaga di alam semesta. Kemampuan untuk mengesan neutrino bertenaga tinggi secara rutin akan memberi para astronom bukan hanya lensa untuk mengkaji fenomena pelik seperti lubang hitam bertembung, tetapi dengan cara untuk mendapatkan akses langsung ke maklumat yang tidak diedit dari peristiwa yang berlaku beratus-ratus juta atau bilion tahun cahaya jauh dan bertahun-tahun yang lalu.
"Peta ini dapat membuktikan bukti pertama pemecut kosmik," kata Halzen. "Tapi kita belum ada."
Pencarian sumber neutrino kosmik akan mendapat peningkatan ketika Teleskop AMANDA II bertambah besar apabila rentetan pengesan baru ditambahkan. Rencana memerlukan teleskop untuk berkembang menjadi kilometer padu ais instrumen. Teleskop baru, yang akan dikenali sebagai IceCube, akan menjadikan pencucian langit untuk sumber neutrino kosmik sangat berkesan.
"Kami akan peka terhadap ramalan teori yang paling pesimis," kata Halzen. "Ingat, kita mencari sumber, dan walaupun kita menemui sesuatu sekarang, kepekaan kita sedemikian rupa sehingga kita dapat melihat, paling tidak, pada urutan 10 neutrino setahun. Itu tidak cukup baik. "
Sumber Asal: Siaran Berita WISC
