Это событие было предсказано в 1960 году, но никогда не наблюдалось в реальном мире.
Примечание редактора: Эта история была исправлена в 18:20 по восточному времени в четверг, 18 марта, чтобы отразить, что имя Шелдона Глэшоу не "Стивен".
Самый удаленный детектор частиц на Земле обнаружил самую энергичную частицу антиматерии в истории: одна сверхлегкая частица врезалась в антарктический лед с (относительно) громовой энергией 6 300 летающих комаров.
Столкновение произошло в 2016 году, но исследователи подтвердили детали события только 10 марта в статье, опубликованной в журнале Nature. Это антинейтрино, аналог антивещества, представляющий собой размытые, трудно обнаруживаемые частицы, известные как нейтрино, столкнулось с электроном где-то во льдах Антарктиды почти со скоростью света. Это столкновение породило ливень частиц, обнаруженных похороненной нейтринной обсерваторией IceCube - установкой, ответственной за большую часть важных исследований высокоэнергетических нейтрино за последнее десятилетие, как сообщает Live Science. Теперь физики IceCube сообщают, что этот ливень частиц содержал свидетельства давно теоретизированного, но никогда ранее не наблюдавшегося события, известного как "резонанс Глашоу".
Еще в 1960 году физик Шелдон Глэшоу, в то время аспирант Северного института теоретической физики в Дании, предсказал, что при столкновении достаточно высокоэнергетического антинейтрино с электроном образуется тяжелая короткоживущая частица, известная как W-бозон. Предсказание Глэшоу опирается на фундаментальные правила Стандартной модели физики частиц - теории, которая определяет понимание исследователями всего - от внутренностей атомов до света и антиматерии.
Обнаружение резонанса Глэшоу является мощным подтверждением Стандартной модели. Но для этого нейтрино должно обладать гораздо большей энергией, чем может произвести любой ускоритель частиц 1960 - или 2021 года: 6,3 петаэлектронвольта (ПэВ).
Обычно трудно понять, какие цифры связаны с высокоэнергетическими частицами. Масса одного нейтрино составляет около 2 миллиардов-миллиардов-миллиардных долей грамма, и тысячи низкоэнергетических нейтрино от Солнца проходят через ваше тело каждую секунду дня без заметных последствий. Нейтрино с энергией 6,3 петаэлектронвольта (ПЭВ) - это совсем другое чудовище. По данным ЦЕРН, европейской физической лаборатории, тераэлектронвольт (ТэВ) эквивалентен энергии одного комара, летящего со скоростью 1 миля в час (1,6 км/ч). А 6,3 ПэВ - это 6 300 ТэВ. Так что превратите одного комара в рой из 6 300 комаров (или разгоните его до скорости 8,2 Маха, что более чем в четыре раза превышает максимальную скорость самолета F-16), и вы получите энергию одной бесконечно малой частицы, необходимой для резонанса Глэшоу.
Другой способ представить 6,3 ПэВ: это в 450 раз больше максимальной энергии, которую Большой адронный коллайдер - многомиллиардный ускоритель ЦЕРН длиной 17 миль (27 км), ответственный за обнаружение бозона Хиггса, - должен быть способен выдать к концу 2020-х годов после продолжающейся модернизации.
Учитывая, что для этого требуется огромная энергия, никто не надеялся обнаружить резонанс Глэшоу, используя только человеческие инструменты. Но IceCube, который обнаруживает частицы, падающие с неба, получает помощь от огромной Вселенной. Частица, врезавшаяся в лед в 2016 году, произвела характерный ливень частиц, который, по мнению исследователей, является результатом распада W-бозона - фундаментальной частицы, которая вместе с Z-бозоном отвечает за слабые силы. А это - верный признак антинейтрино с энергией 6,3 ПэВ и резонанса Глэшоу.
Исследователи до сих пор не уверены, какой космический ускоритель произвел чудовищное пятно антиматерии, но говорят, что новые события должны помочь им усовершенствовать свои модели природных космических канонов, производящих такие экстремальные частицы и обстреливающих ими Землю.