Японские физики заявили, что детектор черенковского типа «Супер-Камиоканде» зарегистрировал потоки нейтринного излучения от слияния звезд.
Астрофизик пытается обнаружить нейтрино, испускаемые коллапсирующими звёздами. В процессе сжатия ядра звезды под действием гравитации происходит кратковременный выброс нейтрино. Затем яркость резко увеличивается, и появляется сверхновая.
Единственный раз, когда ученым удалось получитьИнформация о нейтринном излучении коллапсирующей звезды поступила 23 января 1987 года. Сверхновая, позднее обозначенная как SN 1987А, вспыхнула в соседней галактике — Большом Магеллановом Облаке. Частицы зарегистрировали четыре земных детектора, включая «Камиоканде-II». Kamiokande-II) в Японии, предшественник «Супер-Камиоканде» (Super-Kamiokande).
В Милане недавно состоялась конференция «Нейтрино-2024». сообщению журнала NatureФизики из Токийского университета сообщили, что «Супер-Камиоканде» может уже собирать данные о нейтринном излучении сверхновых. Ученые впервые обнаружили намеки на это среди множества событий, которые детектор регистрирует ежедневно от различных источников: в основном ливней от космических лучей, бомбардирующих атмосферу, и потоков из Солнца, где происходят термоядерные реакции.
«Мы обнаружили сигнал», — сказал физик Масаюки Накахата, принимавший участие в успешном эксперименте 1987 года. В течение 956 дней собирались данные, но пока их не достаточно для окончательного заключения. предупредил ученый.
Множество нейтрино проникает в Землю и через нас каждую секунду. Зарегистрировать их можно только собрав большое количество данных, потому что эти субмикроскопические частицы нейтральны и взаимодействуют с материей очень слабо. Астрофизики полагают, что нейтрино постоянно создаются при коллапсе звезд, формируя рассеянный нейтринный фон. регистрация — дело будущего.
«Супер-Камиоканде» возвели в период с 2018 по 2020 год, увеличив объем цистерны с водой до 50 килотонн. Установка находится на километровой глубине в цинковой шахте Камиока близ японского города Хида. Чем больше детектор, тем он чувствительнее. Должно хватить для выделения сигнала нейтринного излучения от коллапсирующих звезд.
Слайд из презентации Масаюки Накахаты / © ICRR, Токийский университет, 2024
Детектор регистрирует нейтрино косвенно, как следствие их взаимодействия с водой, точнее, их античастиц — антинейтрино. При столкновении протон из атома водорода расщепляется на нейтрон и антиэлектрон, который, перемещаясь со скоростью света в воде (не в вакууме), вызывает вспышку. От нее свет регистрируют датчики-фотоумножители, установленные внутри емкости.
Для различения антинейтринной вспышки от других событий в воду детектора добавили соль гадолиния, которая может захватывать нейтрон и при этом выделяет энергию. Физики наблюдают сигнал из двух последовательных вспышек.
Ученые считают, что подтверждение регистрации нейтринного излучения от сверхновой займет несколько лет. До 2029 года, когда «Супер-Камиоканде» остановят, успеют завершить работу. Тем временем запустят новый детектор «Гипер-Камиоканде». Hyper-Kamiokande).
Регистрация нейтрино от сверхновых даст возможность глубже понять процессы, происходящие при гравитационном коллапсе звезд. Открытие диффузного фона, излучаемого миллиарды лет назад взорванными светила, покажет, что нейтрино — стабильные частицы и не преобразуются в другие.