นักฟิสิกส์ที่ทำงานบนหอดูดาว IceCube Neutrino ในทวีปแอนตาร์กติกากล่าวว่าพวกเขาได้ทำการสังเกตการสะท้อนของ Glashow เป็นครั้งแรกซึ่งเป็นกระบวนการที่คาดการณ์ไว้เมื่อกว่า 60 ปีที่แล้ว หากได้รับการยืนยัน การสังเกตการณ์จะให้การยืนยันเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคและช่วยให้นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เข้าใจวิธีการผลิตนิวตริโนทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์
ในปี 1959 นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและผู้ได้รับรางวัลโนเบล
ในอนาคตSheldon Glashowได้ค้นพบว่าอิเล็กตรอนและแอนตินิวทริโนสามารถโต้ตอบผ่านปฏิกิริยาที่อ่อนแอเพื่อผลิต W boson การคำนวณที่ตามมาระบุว่าคัปปลิ้งนี้ – เรียกว่า Glashow resonance – ควรเกิดขึ้นที่พลังงานแอนตินิวทริโนประมาณ 6.3 PeV (6.3 × 10 15 V) สิ่งนี้เหนือกว่าพลังงานที่สามารถทำได้ในตัวเร่งอนุภาคในปัจจุบันหรือตามแผน แต่คาดว่าปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ตามธรรมชาติจะผลิตนิวตริโนดังกล่าว ซึ่งสามารถสร้าง W boson ได้โดยการชนกับอิเล็กตรอนที่นี่บนโลก
IceCubeอยู่ในตำแหน่งที่ดีในการตรวจจับเหตุการณ์ดังกล่าว เนื่องจากประกอบด้วยเครื่องตรวจจับ 86 สายที่แขวนอยู่ในรูที่เจาะเข้าไปในแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติก เมื่อนิวตริโนทำปฏิกิริยากับน้ำแข็งเป็นครั้งคราว เครื่องตรวจจับจะมองเห็นแสงวาบเล็กๆ อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาส่วนใหญ่มีแนวโน้มเท่าเทียมกันสำหรับนิวตริโนและแอนตินิวตริโน และเครื่องตรวจจับนิวตริโนจำนวนมากไม่สามารถบอกได้ว่าสิ่งใดที่กระตุ้นปฏิกิริยาดังกล่าว
การอนุรักษ์ความเท่าเทียมกันความจำเป็นในการรักษาความเท่าเทียมกันนั้นต้องการให้เสียงสะท้อนของ Glashow แตกต่างออกไป “ที่ 6.3 PeV จุดสูงสุดนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อคุณมีแอนตินิวตริโนโต้ตอบกับอิเล็กตรอน หรือในโลกสมมาตรทางเลือก นิวตริโนมีปฏิสัมพันธ์กับแอนติอิเล็กตรอน” Lu Luจากมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสัน
สมาชิกอาวุโสของมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสัน
อธิบาย ทีมงานไอซ์คิวบ์ ด้วยเหตุนี้ การวัดสัดส่วนของเหตุการณ์การสั่นพ้องของ Glashow ที่สัมพันธ์กับจำนวนนิวตริโนทั้งหมดที่ตรวจพบจากเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์อาจจำกัดอัตราส่วนของนิวตริโนต่อแอนตินิวตริโน สิ่งนี้สามารถแนะนำวิธีการผลิตนิวตริโนได้
แม้ว่าเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์คาดว่าจะผลิตนิวตริโนที่มีพลังงานสูงมาก แต่จำนวนของนิวตริโนจะลดลงตามกฎพลังงานในพลังงาน การจับนิวตริโนต้องใช้เครื่องตรวจจับขนาดใหญ่ไม่ว่าในกรณีใด ดังนั้นการจับนิวตริโนที่มีพลังงานสูงมากจึงต้องใช้เครื่องตรวจจับขนาดใหญ่ IceCube จึงใช้น้ำแข็ง 1 ลูกบาศก์กิโลเมตรที่ขั้วโลกใต้เป็นสื่อในการตรวจจับ
ในการค้นหาการชนกันของเสียงสะท้อนของ Glashow ใน IceCube ทีมงานได้วิเคราะห์ข้อมูลที่เครื่องตรวจจับถ่ายระหว่างเดือนพฤษภาคม 2555 ถึงพฤษภาคม 2560 โดยใช้อัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่อง เหตุการณ์หนึ่งที่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 8 ธันวาคม 2559 โดดเด่น นักวิจัยประเมินพลังงานที่ตรวจจับได้จากเหตุการณ์เป็น 6.05 PeV ซึ่งเมื่อสูญเสียผ่านช่องทางที่ตรวจไม่พบจะมีความสอดคล้องกับพลังงาน antieutrino ประมาณ 6.3 PeV
การสะสมพลังงานสูงสุดลายเซ็นจาก “ชีพจรแรกเริ่ม” ที่เกิดจากอนุภาคที่อยู่เร็วกว่าคลื่นแสงในน้ำแข็ง ช่วยให้นักวิจัยแยกแยะคำอธิบายที่เป็นไปได้อื่นๆ เช่น รังสีคอสมิก มิวออน และสรุปได้ว่าเหตุการณ์นี้เกิดจากนิวตริโนทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ “นี่เป็นเหตุการณ์การสะสมพลังงานสูงสุดที่ IceCube เคยบันทึกจากนิวตริโน” Lu กล่าว จากระดับพื้นหลังที่ต่ำมากที่คาดหวังจากพลังงานนี้ นักวิจัยสรุปว่ามีโอกาสอย่างน้อย 99% ที่จะเป็นงาน Glashow
ขณะนี้นักวิจัยกำลังวางแผนเครื่องตรวจจับที่ใหญ่กว่านี้
ซึ่งเรียกว่า IceCube Gen-2 เช่นเดียวกับการตรวจจับนิวตริโนที่คาดการณ์ว่ามีพลังงานสูงกว่า นักวิจัยหวังว่าสิ่งนี้จะช่วยให้พวกเขาสามารถตรวจจับเหตุการณ์ Glashow จำนวนมากที่มีนัยสำคัญทางสถิติ ยืนยันการค้นพบนี้ และอนุญาตให้ปรากฏการณ์ดังกล่าวนำไปใช้ในทางดาราศาสตร์ได้
เหตุการณ์พลังงานสูงลึกลับใน IceCube อาจเป็นเอกภาพนิวตริโนLu รู้สึกตื่นเต้นเป็นพิเศษกับศักยภาพที่จะเข้าใจว่าอนุภาคถูกเร่งด้วยกระบวนการทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์อย่างไร “สำหรับรังสีคอสมิก มันยากเกินไปเพราะมันจะเบี่ยงเบนไปทุกที่” เธอกล่าว “โฟตอนพลังงานสูงโต้ตอบกับพื้นหลังไมโครเวฟในจักรวาล ถ้าคุณไม่มีคลื่นความโน้มถ่วง ผู้ส่งสารอื่นเพียงคนเดียวคือนิวตริโน และอัตราส่วนนิวตริโนต่อแอนตินิวตริโนนำแกนใหม่ทั้งหมดมาสู่เกมนี้”
David Warkนักฟิสิกส์ Neutrino ผู้ตรวจสอบหลักของ เครื่องตรวจจับ Super-Kamiokande ในสหราชอาณาจักร รู้สึกประทับใจ “ผู้คนพยายามมาเป็นเวลา 50 ปีในการตรวจจับนิวตริโนทางดาราศาสตร์ที่มีพลังงานสูงเหล่านี้ ดังนั้นจึงน่าประหลาดใจที่ในที่สุด IceCube ก็ทำสำเร็จ เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาพวกเขาเห็นนิวตริโนทางดาราศาสตร์ที่เคลือบทองชิ้นแรก และตอนนี้พวกมันกำลังเคาะทุกสิ่งที่เราคาดหวังว่าจะได้เห็นด้วยพลังงานที่สูงมากเหล่านี้” ความไม่แน่นอนที่เกิดขึ้นส่วนหนึ่งจากความเป็นไปไม่ได้ในการปรับเทียบพลังงานการชนโดยไม่มีการอนุมานทำให้เขาต้องการเห็นเหตุการณ์อีกอย่างน้อยหนึ่งเหตุการณ์เพื่อให้แน่ใจ แต่เขาบอกว่าโอกาสของการตรวจจับเพียงครั้งเดียวดูเหมือนจะเป็นที่ที่ทฤษฎีทำนายการสั่นพ้องของ Glashow นั้น “ไม่ใหญ่ ”
ตรงกันข้ามกับการจำลองก่อนหน้านี้ที่เปรียบเทียบควอนตัมและอัลกอริธึมแบบคลาสสิก การทดลองของ King เกี่ยวข้องโดยตรงกับปัญหาที่มีประโยชน์ แม่เหล็กควอนตัมกำลังถูกตรวจสอบการใช้งานที่มีศักยภาพในการสร้างวัสดุใหม่ การเพิ่มความเร็วของควอนตัมสามารถเร่งการวิจัยนี้ได้อย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม ทีม D-Wave ไม่ได้ตัดความเป็นไปได้ในการพัฒนาอัลกอริธึมแบบคลาสสิกที่เร็วกว่าที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน ในที่สุด ทีมงานก็เห็นว่าการใช้งานการจำลองควอนตัมที่มีแนวโน้มจะเกิดขึ้นมากที่สุดจะเป็นการผสมผสานระหว่างวิธีการควอนตัมและคลาสสิก “นี่คือจุดที่เราคาดว่าจะพบคุณค่าในระยะสั้นสำหรับลูกค้า” คิงกล่าว
Credit : lameworldofkopa.net macguinnesswinemerchants.com malusimperium.org
