Ученые моделируют столкновения ядер аргона с нейтрино от сверхновой

схожие новости

Массивные звезды заканчивают свою жизнь взрывами, называемыми сверхновыми с коллапсом ядра. Эти взрывы производят огромное количество слабо взаимодействующих частиц, называемых нейтрино. Ученые, работающие над экспериментом Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), организованным Fermilab, стремятся провести подробные измерения нейтрино от сверхновых. Это может привести к революционным открытиям в физике элементарных частиц и астрофизике, включая первое наблюдение перехода сверхновой в нейтронную звезду или черную дыру.

Чтобы обнаружить нейтрино от сверхновых, DUNE будет в первую очередь искать реакции, в которых нейтрино сталкивается с ядром аргона и превращается в электрон. Точные трехмерные изображения этих реакций с «заряженным током» будут регистрироваться передовыми детекторами частиц. Затем изображения будут сравниваться с результатами моделирования. Новая компьютерная программа под названием MARLEY генерирует первое полное моделирование реакций заряженного тока между нейтрино сверхновой звезды и ядрами аргона.

Программа MARLEY позволяет исследователям изучать множество научных вопросов. Физики-теоретики могут использовать ее, чтобы лучше понять, какие измерения с помощью DUNE могут рассказать нам о природе нейтрино, звезд и Вселенной в целом. Физики-экспериментаторы могут использовать MARLEY, чтобы попрактиковаться в анализе «фальшивых данных» смоделированной сверхновой звезды для подготовки к реальности. Основываясь на новаторских методах реконструкции коллаборация ученых MicroBooNE недавно провела такое моделирование. Все эти задачи анализа физики могут быть выполнены, и это не требует от пользователей MARLEY того, чтобы они были экспертами в области ядерной физики. Было опубликовано несколько научных статей, которые включают результаты, рассчитанные с помощью MARLEY, а в будущем ожидается еще больше.

Смоделированное взаимодействие нейтрино сверхновой в детекторе MicroBooNE, созданное с помощью MARLEY. Эта работа закладывает прочную основу для будущих измерений нейтрино сверхновых с помощью DUNE

Одна из наиболее полезных частей информации, которую ученые планируют измерить, — это энергия каждого нейтрино от сверхновой, которое рассеивается внутри детектора. Эти данные дадут представление о том, как разворачивается сверхновая, и проверят наше текущее их понимание. Поскольку нейтрино слабо взаимодействуют, это невозможно сделать напрямую. Вместо этого ученые должны тщательно измерить и сложить энергии всех частиц, которые образуются в результате реакции нейтрино-аргон: не только выходящего электрона, но и любых частиц, которые выбрасываются из самого ядра. Они могут включать гамма-лучи, протоны, нейтроны, а иногда и кластеры нейтронов и протонов, связанных вместе. Полное описание каждого столкновения нейтрино включает в себя энергию и направление электрона, а также аналогичные детали о выброшенных ядерных частицах.

Полную информацию об этом можно прочесть в статье на официальном сайте Fermilab.

Читать еще

Комментарий

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь