Глубокий подземный детектор может раскрыть историю сверхновых во Вселенной

Когда у массивной звезды заканчивается топливо, ее ядро разрушается под действием силы гравитации, вызывая мощный и яркий взрыв, который разрушает внешние слои звезды. Эта взрывная смерть известна как сверхновая. Однако на то, что видно в видимом свете, приходится лишь около 1% высвободившейся энергии, а остальная энергия излучается в виде нейтрино.

Нейтрино, также называемые частицами-призраками, - это фундаментальные частицы с очень маленькой массой, без электрического заряда и очень слабым взаимодействием с другой материей, что делает их очень трудными для обнаружения. Они могут проходить сквозь звезды, планеты, галактики и даже человеческое тело, оставаясь незамеченными. Нейтрино могут преодолевать огромные расстояния, не вступая во взаимодействие, а это значит, что они могут нести прямую информацию из ядра взорвавшихся звезд. Таким образом, изучение нейтрино может дать ценную информацию о сверхновых с коллапсом ядра.

Примечательно то, что комбинированный сигнал многих прошлых сверхновых с коллапсом ядра можно наблюдать с повышенной чувствительностью детекторов. Этот сигнал известен как диффузный нейтринный фон сверхновых.

Супер-Камиоканде - это огромный детектор, закопанный под землей в Японии. Этот прибор может обнаружить эти частицы по вспышкам, возникающим при столкновении нейтрино с протонами или электронами в молекулах воды. Эти вспышки регистрируются датчиками в детекторе.

В этот детектор был добавлен гадолиний, чтобы улучшить его способность обнаруживать нейтроны, образующиеся при взаимодействии нейтрино. Ученые считают, что эта модернизация поможет в наблюдении нейтрино сверхновых во всей Вселенной. Еще один важный вопрос - какой тип объекта остается после взрыва. Изучение нейтрино может помочь ученым лучше понять эти результаты. Вместо того чтобы наблюдать за одной сверхновой, можно изучать коллективную историю звездных взрывов.