60岁的物理学理论通过iceCube检测高能粒子证明

在到达ICecube之前，创建了Glashow共振事件的电子Antineutino在达到冰箱之前行进了一段距离。这个图形显示了它的旅程;蓝色虚线是Anteineutino的路径。（不规模。）

2016年12月6日，高能量粒子从外层空间接近光速而受到地球。颗粒是电子Antineutrino，粉碎南极的冰盖内部的电子深。这种碰撞产生了一种粒子，可快速腐蚀到次级粒子的淋浴中，触发ICecube Neutrino天文台的传感器，埋在南极冰川中的大规模望远镜。

ICecube看到了Glashow共鸣事件，1960年诺贝尔劳特基物理学家谢尔顿格拉内斯预测了现象。通过这种检测，科学家提供了另一种粒子物理学标准模型的确认。它还进一步展示了冰箱的能力，它检测嵌入在南极冰中的数千个传感器的几乎无大量的颗粒，以进行基本物理学。结果是于2021年3月10日出版的。

Sheldon Glashow首先在1960年在丹麦哥本哈根尼尔斯Bohr Institute举行的博士后研究员，于1960年提出了这一共鸣。在那里，他撰写了一篇文章，其中他预测了Antineutrino - 一种中微子的反物质双胞胎 - 可以通过称为谐振的方法与电子相互作用，以产生尚未发现的粒子。关键是抗内氨基必须具有精确的能量来产生这种共振。

ICecube的冰侧部分的示意图，其包括保持在三维六边形网格中的5,160光传感器的86个串。

当拟议的粒子终于在1983年终于发现了W-minus玻色子时，它结果比1960年的Glashow和他的同事预期的更重。Glashow共振将需要一个中微子，其能量为6.3 Petaelectronvolts，比Cern的大型强子撞机能够生产的近1000倍。地球上没有人造颗粒加速器，电流或计划，可以用那种能量产生中微子。

然而，星系中心和其他极端宇宙事件中心的超大分离的黑洞的巨大能量可以产生具有在地球上产生的能量的颗粒。这种现象可能对2016年达到冰箱的抗内氨基负责，这粉碎了在地球上，精力为6.3 PEV - 正如Glashow的理论预测的那样。

“当Glashow在Niels Bohr的博士后，他永远无法想象他的非传统的制作W-Minus Boson的提案将由近距离的星系撞到南极冰，”ICecube的主要调查员Francis Halzen说威斯康星大学麦迪逊大学物理学教授，冰区维护和运营总部。

由iceCube检测器记录的Glashow事件的可视化。每个彩色圆圈都显示了由事件引发的iceCube传感器;红色圆圈表示早期触发的传感器，绿蓝圆圈表示稍后触发的传感器。这个事件绰号“绣球花”。

由于ICecube于2011年5月开始全程运行，因此观测台已检测到数百种高能量天体物理中微域，并在粒子天体物理学中产生了许多显着的结果，包括在2013年的天体物理中性助势和第一次识别源2018年的天体物理中微子。由于其极高的能量，Glashow共振活动值得注意。它只是ICecube检测到的第三个事件，能量大于5 PEV。

这一结果是三位科学家团队实现的协同努力：来自日本千叶大学的鲁璐，现在在UW-Madison，来自UW-Madison的天禄元，以及来自澳大利亚州立道赛的基督教海克，现在在慕尼黑。

Glashow共振检测是第一个被证明是天体性物理起源的第一个史式中微子。它还展示了ICecube对多方百分子天体物理学的独特贡献，它使用光，粒子和引力波来研究宇宙。结果还开辟了一个新的中微子天文学的新篇章，因为它开始从antexyutrinos解开中微子。

“以前的测量对中微子和抗内血芽孢杆菌之间的差异并不敏感，因此该结果是本文主要分析仪之一，Lu说，这一结果是Astrophysical Neverrino Flux的抗内氨基组分的第一次直接测量。”

“威斯康星杂志粒子粒子天体物理学中心的助理科学家元，我们无法衡量的天体物理中微子的来源，如加速器的物理尺寸和加速区域的磁场强度，”助理科学家另一个主要分析仪。“如果我们能够确定中性到抗替替亚替核率，我们可以直接调查这些属性。”

结果还表明了国际合作的价值。ICecube由12个国家的400多个科学家，工程师和工作人员经营，共同称为ICecube合作。本文的主要分析仪在亚洲，北美和欧洲共同努力。

为了确认检测并作出决定性测量中性到抗内氨基比，ICecube合作希望看到更多的Glashow共振。拟议的ICecube探测器ICecube-Gen2的扩展将使科学家能够以统计上显着的方式进行此类测量。该协作最近宣布升级探测器，该探测器将在未来几年内实施，这是迈向ICecube-Gen2的第一步。

Glashow，现在是波士顿大学的Emeritus Physics教授，需要更多地检测他的同名共鸣事件。

“绝对肯定，我们应该在与所看到的那种能源中看到另一个这样的事件，”他说。“到目前为止，有一天，有一天会有更多。”

读取高能粒子的冰角谱检测，以了解这项研究。

参考：“通过ICecube检测Glashow共振的粒子淋浴，由ICecube合作，2021年3月10日，Nature.Doi：
10.1038 / s41586-021-03256-1

这项工作是由国家科学基金会（拨款OPP-1600823和PHY-191360）的支持。