&bala; Física 18, S96
Deixar de ver nenhum neutrino de alta energia permitiu que os pesquisadores calculem um limite superior na fração de raios cósmicos de alta energia que são prótons.
As fontes e a composição dos raios cósmicos de alta energia (UHECRs)-aqueles com energias acima de 1018 EV – são amplamente misteriosos. Agora, pesquisadores do Observatório Icecube Neutrino da Antártica usaram sua falta de detecções de neutrino de alta energia para determinar que a fração dos UHECRs que são prótons é inferior a 70%, enquanto a suposição típica de décadas period de que esses raios cósmicos são quase todos os protons (1). Pregar a composição dos UHECRs é um passo importante para encontrar seus locais de nascimento.
Os UHECRs são prótons e núcleos mais pesados, e geram neutrinos de alta energia quando interagem com os fótons do fundo cósmico de microondas durante as viagens intergaláticas. O número de neutrinos gerados depende de vários fatores, incluindo as composições das partículas UHECR e as distâncias que as partículas viajam. Durante 12,6 anos de observação, a instalação do Icecube no Pólo Sul não registrou neutrinos com energias acima de 1016 Ev. Essa não observação permitiu que a colaboração estabelecesse um limite superior na fração dos UHECRs que são prótons porque uma fração de prótons mais alta teria gerado mais neutrinos de alta energia. O limite superior de 70% é incompatível com algumas teorias UHECR bem aceitas que agora precisarão de revisões. Os novos resultados dos neutrinos concordam com estimativas recentes de dois grandes observatórios de raios cósmicos, mas não dependem de modelos de física nuclear com incertezas inerentes que são essenciais para as observações de raios cósmicos.
A recente observação da colaboração KM3NET de um neutrino cósmico de 1017 EV é inconsistente com os dados do Icecube por uma medida estatística de 3 (ver Notícias de pesquisa: uma detecção extremely -alta de neutrinos faz ondas). Para entender a discrepância, são necessários dados das instalações de próxima geração e novas técnicas de análise, diz Brian Clark, membro da Colaboração do Icecube, da Universidade de Maryland, School Park.
–David Ehrentein
David Ehrenstein é um editor sênior de Revista de Física.
Referências
- R. Abbasi et al. (Colaboração do Icecube), “Pesquise neutrinos de energia extremamente alta e as primeiras restrições na fração de prótons de raios cósmicos de alta energia com Icecube”. Phys. Rev. Lett. 135031001 (2025).
