
我们最好的粒子物理模型在接缝处破裂,因为它难以包含宇宙中的所有怪异。现在,由于南极洲发生了一系列奇怪的事件,似乎比以往任何时候都更有可能流行。
这种统治物理范式(标准模型)的死亡已被预测数十年。我们已经存在的物理学有一些问题。实验实验的奇怪结果表明幽灵的新物种的中微子超出标准模型中描述的三个。而且宇宙似乎充满暗物质标准模型中没有粒子可以解释。
但是最近的诱人证据可能有一天可能将那些模糊的数据链捆绑在一起:自2016年以来,超高能量颗粒已经通过南极冰爆炸了,使南极冲动的瞬态天线(Anita)实验中的检测器从一个机器中悬挂起来。NASA气球远在冷冻表面上方。
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作为现场科学报告于2018年,这些事件 - 以及稍后在埋葬的南极中微子观测室ICECUBE上检测到的其他几个粒子 - 不匹配任何任何人的预期行为标准型号颗粒。颗粒看起来像超高能中微子。但是超高能中微子应该无法通过地球。这表明其他一些粒子(从未见过的粒子)正在朝着寒冷的南部天空中飞去。
现在,在新论文中,一组从事IceCube的物理学家对这些颗粒的最后剩下的标准模型解释之一引起了人们的怀疑:宇宙加速器,隐藏在太空中的巨型中微子枪支,这些枪支将定期在地球上发射强烈的中微子子弹。我们北部天空中某个地方的一系列多动性中微子枪可以将足够多的中微子炸毁到地球上,我们会发现颗粒从地球的南端射出。但是Icecube的研究人员没有发现任何收集的证据,这表明必须需要新的物理学来解释神秘的颗粒。
要了解为什么,重要的是要知道为什么这些神秘粒子对标准模型如此令人不安。
中微子是我们知道的最微弱的颗粒。它们很难检测到,几乎是无数的。他们一直都经过我们的星球 - 主要来自太阳,如果有的话,与构成我们身体的质子,中子和电子相撞,构成了我们的身体以及脚下的污垢。
但是,来自深空的超高能中微子与他们低能的表亲。它们比低能中微子稀有得多,它们具有更广泛的“横截面”,这意味着它们在通过它们时更有可能与其他颗粒相撞。超高能源中微子的几率使整个地球完整地整个地球都如此低,以至于您永远不会发现它发生的情况。这就是为什么Anita探测如此令人惊讶的原因:好像乐器两次赢得了彩票,然后Icecube一旦开始购买门票就赢得了几次。
物理学家知道他们必须使用多少张彩票。许多超高能量宇宙中微子来自宇宙射线与宇宙微波背景(CMB)的相互作用,这是大爆炸的淡淡余星。这些宇宙射线每隔一段时间都以正确的方式与CMB相互作用,以正确地向地球发射高能颗粒。这称为“通量”,在天空中也是如此。 Anita和iCecube都已经测量了它们的每个传感器的宇宙中微子通量的外观,并且它不会产生足够的高能中微子,您期望检测到一次在任何一个检测器上飞出地球的中微子。
“如果Anita检测到的事件属于这种漫射的中微子组成部分,则Anita应该测量其他高度角度的许多其他事件,”在ICECUBE上工作的日内瓦大学物理学家Anastasia Barbano说。
但是从理论上讲,芭芭诺告诉《现场中微子枪支:中微子枪支或宇宙加速器》,可能已经有超高能中微子来源。
芭芭诺说:“如果这不是超高能量宇宙射线与CMB的相互作用所产生的中微子的问题,那么观察到的事件可以是在给定的时间间隔中由个别宇宙加速器产生的中微子”,或者一些尘世的源头。
她说,大怒,活跃的银河核,伽玛射线爆发,星爆,星系合并以及磁化和快速旋转的中子星是这些加速器的好候选者。我们知道宇宙中微子加速器确实存在于太空中。 2018年,IceCube追踪了一个高能中微子,回到了大黄色,一个来自遥远星系中心的活跃黑洞的强烈颗粒射流。
巴巴诺说,安妮塔只捡起最极端的高能源中微子,如果向上飞行的颗粒是标准模型的宇宙加速器促进的中微子(很可能是Tau Neutrinos) - 那么横梁应该带来较低的摄入量的Icecube较低的Icecube降低的Icecube降低的颗粒。
Barbano说:“我们寻找了七年的IceCube数据中的事件,”与Anita检测的角度和长度相匹配的事件,您期望是否会发现,如果有大量宇宙中微子枪在地球上发射以生产这些前进的颗粒。但是没有人出现。
他们的结果并不能完全消除那里的加速器源的可能性。但是他们确实“严重限制”了可能性范围,消除了涉及宇宙加速器和许多不太可行的所有最合理的情况。
巴巴诺说:“我们要向公众传达的信息是,无论您如何切片,标准模型的天体物理解释都无效。”
研究人员不知道下一步。芭芭诺说,Anita和iCecube都不是必要的后续搜索的理想探测器,这使研究人员几乎没有数据可以基于对这些神秘颗粒的假设的基础。这有点像试图从只有几块碎片中弄清楚巨型拼图拼图上的图片。
目前,许多可能性似乎符合有限的数据,包括标准模型之外的第四种“无菌”中微子和一系列理论类型的暗物质。这些解释中的任何一个都将是革命性的。hjh,但还没有得到强烈的青睐。
巴巴诺说:“我们必须等待下一代中微子探测器。”
该论文尚未经过同行评审,并且1月8日在ARXIV数据库中发布。
最初出版现场科学。