Iš kosmoso mus daugiausiai pasiekia fotonai – spinduliuotė nuo radijo iki gama ruožų. Yra ir kitų informacijos nešėjų – tai gravitacinės bangos, kosminiai spinduliai ir neutrinai.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Pastarieji yra elementariosios dalelės, turinčios nykstamai mažą arba išvis nulinę masę. Jie susidaro įvairių energingų procesų metu – žvaigždžių branduoliuose termobranduolinėse reakcijose, supernovų sprogimuose, gama spindulių žybsniuose ir panašiai. Neutrinai beveik nesąveikauja su aplinka; kiekvieną sekundę mūsų kūnus kerta po trilijoną neutrinų, daugiausiai iš Saulės, bet reikia kilometrinių detektorių, kad pavyktų vos vieną-kitą užfiksuoti.
Pastaraisiais metais vienas toks detektorius, Pietų ašigalyje įrengtas „IceCube“, aptiko kelias dešimtis neutrinų, kurie neabejotinai atskrieja iš už Saulės sistemos, o greičiausiai ir iš už Paukščių Tako ribų. Kryptys, iš kurių kai kurie atlėkė, gerai dera su gama spindulių žybsnių pozicijomis dangaus skliaute, taip pat gerai dera ir neutrinų aptikimo bei žybsnio pasirodymo momentai, taigi manoma, kad šių neutrinų šaltiniai ir yra tie gama spindulių žybsniai.
Pirminė analizė atskleidė keistą tendenciją – kai kurie neutrinai, atrodo, pasiekė mus anksčiau už fotonus, o kiti – vėliau; kuo aukštesnė energija, tuo vėliau neutrinai atlekia. Nors skirtumai nedideli, beveik nesąveikaujančios dalelės jų išvis neturėtų patirti. Juo labiau, kad fotonus aplenkiantys neutrinai sukelia klausimų apie reliatyvumo teorijos pažeidimą.
Naujame tyrime išanalizuoti naujausi „IceCube“ bei Fermi gama spindulių teleskopo duomenys. Juose gerokai patikslintos neutrinų padėtys danguje, taigi sąsajos su gama spindulių žybsniais aiškesnės.
Aptikti septyni neutrinai, kurių užfiksavimo laikas tikrai vėlesnis nei susijusio gama spindulių žybsnio; uždelsimas skaičiuojamas nuo kelių valandų iki kelių parų. Septyni duomenų taškai gali pasirodyti kaip visiškai menkas informacijos kiekis, bet visgi jis yra statistiškai reikšmingas: tikimybė, kad neutrinų delsa yra atsitikinė, nesiekia net 1 %.
Taip pat patvirtinta koreliacija tarp delsos ir energijos: kaip jau buvo pastebėta anksčiau, energingesni neutrinai vėluoja labiau. Kaip paaiškinti tokią tendenciją?
Tyrimo autorių teigimu, tai gali būti kvantinės gravitacijos efektas. Gravitacija yra vienintelė iš keturių pagrindinių sąveikų, kurios kol kas nemokame aprašyti kvantinės fizikos kalba. Daugybė mokslininkų ieško būdų tą padaryti, o kai kurie pasiūlyti modeliai prognozuoja, kad pats erdvėlaikis turėtų sąveikauti su pro šalį lekiančiomis dalelėmis.
Taigi tiesiog tuščia erdvė gali pristabdyti kai kuriuos neutrinus; kuo jie energingesni, tuo stabdomi stipriau. Aptinkant vis daugiau neutrinų, bus galima geriau apibrėžti, kiek jie stabdomi, ir išnagrinėti kitus galimus stabdančius veiksnius. Paaiškėjus, kad daleles tikrai stabdo pati erdvė, atradimas gali tapti vienu svarbiausių žingsnių tikrinant kvantinės gravitacijos modelius.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Nature Astronomy“.
