21 juni 2021

Bert en Ernie, de eerste twee gedetecteerde kosmische neutrino’s sinds 1987?

Zo gloeiden de sensoren van IceCube op toen neutrino Bert langskwam

Zo gloeiden de sensoren van IceCube op toen neutrino Bert langskwam. Credit: IceCube Collaboration

Op 24 februari 1987 werden door drie neutrino-detectoren verspreid op aarde 24 neutrino’s [1] gedetecteerd, die afkomstig waren van buiten het zonnestelsel. Ze waren afkomstig van SN1987A, een supernova die plaatsvond in de Grote Magelhaense Wolk, een begeleidend dwergsterrenstelsel van de Melkweg, 167.000 lichtjaar van ons verwijderd. Dit was de eerste – en sindsdien ook laatste keer – dat neutrino’s afkomstig van buiten het zonnestelsel werden waargenomen. Tenminste, dat leek het verhaal tot een week geleden. Toen werd namelijk bekend gemaakt dat de IceCube detector – 5160 digitale optische sensoren, verbonden aan 86 lange kabels die op dieptes tussen 1,45 tot 2,45 km in het Zuidpoolijs verzonken zijn – mogelijk twee ‘kosmische neutrino’s’ gedetecteerd heeft, zo worden neutrino’s van buiten het zonnestelsel genoemd. Het paar wordt Bert en Ernie genoemd – geen nadere uitleg vereist, neem ik aan – en ze hadden verschrikkelijk hoge energieën van ongeveer 1 petaelectronvolt (PeV), da’s één biljard eV, een één met vijftien nullen. Bert had een energie van 1,04 PeV, Ernie had 1,14 PeV.

Zo werkt IceCube. Ter vergelijking is de Eiffeltoren rechtsonder te zien.

Zo werkt IceCube. Ter vergelijking is de Eiffeltoren rechtsonder te zien. Credit: IceCube Collaboration

Helemaal zeker dat Bert en Ernie kosmische neutrino’s zijn is het nog niet, er is een kans van 1 op 370 dat het  ‘lokale’ neutrino’s betreft, afkomstig van de zon of een product van een botsing in de hogere delen van de atmosfeer van een deeltje kosmische straling (bijna altijd een proton) [2] met een deeltje van de atmosfeer. Bij dat laatste kan een ‘charm meson’ ontstaan en dat kan vervolgens weer in een neutrino vervallen. Dat zou over het algemeen alleen neutrino’s van 100 teraelectronvolt (TeV) moeten opleveren, tien keer minder dan wat Bert en Ernie hadden. Detectie van nog meer vriendjes van Bert en Ernie moet duidelijkheid brengen of het zware varianten van lokale neutrino’s zijn of dat het echte kosmische neutrino’s zijn. Hier het wetenschappelijke artikel over de waarneming aan Bert en Ernie. Bron: New Scientist.

  1. Het waren feitelijk anti-electron neutrino’s en 11 van die 24 werden gedetecteerd met de Japanse Kamiokande II detector, 8 met de Amerikaanse IMB en 5 met de Russische Baksan detector. De neutrino-puls van de supernova duurde in totaal 13 seconden. Drie uur ná de neutrino-puls kwam de optische puls binnen, de fotonen die met gewone telescopen werden waargenomen. []
  2. Die deeltjes kunnen nog veel energierijker zijn dan Bert en Ernie. Lees bijvoorbeeld het verhaal van de recordhouder, het Oh Mijn God deeltje. []

Speak Your Mind

*

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.