13:57
Comentarii Adauga Comentariu

_ Hunting for the elusive: IceCube observes seven potential tau neutrinos

_ Hunting for the elusive: IceCube observes seven potential tau neutrinos

Researchers at the IceCube Neutrino Observatory in Antarctica have found seven signals that could potentially indicate tau neutrinos—which are famously hard to detect—from astrophysical objects.

Neutrinos are some of the most elusive particles to detect due to their extremely low mass and weak interactions with matter. One of the reasons why scientists are interested in these particles is their ability to travel long distances, which means they can hold information about astrophysical processes and objects happening far away from us.

The IceCube collaboration aims to study these neutrinos by observing the trail they leave when interacting or traversing across the ice on the detectors.

The present study, published in Physical Review Letters, details how IceCube has observed signals from neutrinos, seven of which could be the tau neutrino.

The researchers used convolutional neural networks (CNNs) to sift through 9.7 years of data collected by the observatory at the South Pole. Their main challenge was distinguishing between the three "flavors" of neutrinos, all of which leave behind similar signals.

The neutrino comes in three variants, or flavors, as they are known in the scientific community: the electron neutrino, the muon neutrino, and the tau neutrino. They are the most abundant particles with mass in the universe, as 100 trillion of them pass through your body every second!

However, as mentioned earlier, they are notoriously difficult to detect, and it is even harder to distinguish between the flavors.

"Compared to other particles, isolating neutrinos is particularly challenging due to their weak interactions with matter. Tau neutrinos can readily mimic electron or muon neutrinos, the other two known flavors of neutrino, so isolating them is even more challenging still," explained Prof. Doug Cowen from Penn State to Phys.org, one of the study's co-authors.

The IceCube Neutrino Observatory consists of thousands of optical sensors under ice spread over one cubic kilometer at the South Pole. When the neutrinos traverse over the ice on the detectors, they leave two types of trails: tracks and cascades.

How to spot the difference?

Tracks are the most common type of pattern left behind when muon neutrinos collide with the ice, and they are straight lines of photons.

Cascades, on the other hand, are less common. These patterns consist of two blips or bright spots due to the initial interaction with the ice and the subsequent delay into an electron or tau particle.

"An electron neutrino makes a second ball of light so close to the first one that IceCube detects them as a single ball. In contrast, a tau neutrino can travel about 10 meters before it decays, making a second ball of light that IceCube can distinguish from the first," said Prof. Cowen.

The challenge is that the patterns look very similar on the detectors, making them hard to distinguish. This ambiguity led the researchers to use CNNs to, as Prof. Cowen put it, "handle the myriad patterns that tau neutrinos are capable of producing."

"CNNs were designed to distinguish images, like pictures of dogs, from pictures of cats and to do so for different breeds, different backgrounds, different lighting, and so on," explained Prof. Cowen.

This made them the perfect candidate to sift through the data collected by the IceCube Neutrino Observatory and identify signals belonging to the tau neutrino.

To train the network, the researchers used simulation data, which included various patterns corresponding to tau neutrino interactions and background noise.

In this context, the background noise refers to signals that could be caused by other astrophysical sources but closely mimic the characteristics of the tau neutrino.

By training CNNs on tau neutrino signals and background noise, the researchers aimed to develop a model capable of distinguishing genuine tau neutrino signals from other sources.

"With over 100 million trainable parameters, our CNNs could extract all the tau neutrino needles from the haystack of backgrounds," said Prof. Cowen.

The researchers expected to see six tau neutrinos but ended up seeing seven. This is in continuation of their 2013 work when IceCube successfully identified hundreds of muon neutrinos and an electron anti-neutrino from a black hole.

Their analysis confirmed that all flavors of neutrinos behaved as expected even after traveling astronomical distances and at exceedingly high energies, with each of the seven having 20 TeV energy or higher. For reference, 1 TeV is equivalent to the energy of motion of a flying mosquito.

"We can be certain that our seven tau neutrinos came from astrophysical sources because sources of neutrinos on Earth, like the atmosphere, cannot produce tau neutrinos at this energy scale. The seven tau neutrinos thus provide a powerful confirmation of the 2013 discovery by IceCube of astrophysical neutrinos," said Prof. Cowen.

The fact that all three neutrino flavors were confirmed is significant. This is because neutrinos have the ability to switch between flavors when traveling through space, a phenomenon termed neutrino oscillations.

It is only the first time that researchers have been able to confirm that neutrino oscillations occur at such high energies and long distances.

While the researchers can't say with 100% certainty that the seven signals are tau neutrinos, they are confident with their predictions. According to their statistical analysis, there is a one in 3.5 million chance that the observed signal is due to random fluctuations in the data.

"Roughly speaking, one of our seven events has a 25% chance of being an astrophysical electron or muon neutrino and not a tau neutrino," added Prof. Cowen.

One of the interesting observations made by the researchers was how the CNNs were identifying the patterns left by the tau neutrinos. The double cascade pattern is a signature of tau neutrinos and what the researchers thought the sensitive analysis would rely on.

However, what they noticed was far more interesting. While some of the seven signals had this signature pattern, several didn't.

"We subsequently determined that the CNNs had actually zeroed in on the overall pattern of the light produced by the two light balls and was insensitive to the signal pattern in individual sensors," explained Prof. Cowen.

This means that the CNNs were looking at the overall pattern, including the neighboring photons around the two bright spots.

The relevance of this finding extends all the way to the origin of high-energy neutrinos themselves.

"As we refine our techniques for finding tau neutrinos and determining their properties from the patterns they produce in our detector, we anticipate being able to use their pointing ability to search for astrophysical sources, maybe discovering new ones or sharpening our current image of neutrinos from the galactic center," concluded Prof. Cowen.

© 2024 Science X Network


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

Bilderbergul Macron: UE poate sprijini Ucraina fără aprobarea Rusiei trimițând mii de soldați din fiecare țară a UE.

Mișcarea Suveranistă e împărțită între "Turul Doi Inapoi" și "Sa mergem înainte cu Simion". Simion și Ana Maria Gavrilă trebuie sa sustina Rolul Important a lui Călin Georgescu în Statul Român dacă vor să castige

_ Unde vor muri vehiculele electrice nevândute: porturile din Belgia se îneacă sub excesul de importuri din China

_ Joe Biden permite Ucrainei să folosească rachetele americane cu rază lungă de acţiune în interiorul Rusiei

_ Ucraina loveşte Rusia cu rachete ATACMS, în premieră, după decizia lui Biden / Care a fost reacţia Rusiei / Lavrov: Se doreşte escaladarea

România propusă de Călin Georgescu vs România puciștilor dirijați de progresista UE. Iată cum arată România Puciștilor : Șomajul în rândul tinerilor e cel mai mare din UE. La țară a ajuns peste 30%

Libertatea de exprimare a murit. Lasconi de la USR cere și mai multă CENZURĂ. Soroșismului Neobolsevic devine tot mai Totalitar. "cel puțin 2 televiziuni își fac de cap" "avem proiect de Lege" urlă Lasconi

Așadar după mintea actualului Stat Soroșist și a cohortelor de sorosisti care aplaudă: Democrația înseamnă să anulezi alegerile, să-l interzicem, să-i facem dosar penal și să-l băgăm la zdup pe cel CARE A CÂȘTIGAT ALEGERILE PRIN VOT

Micul Stalinist Nicușor Soros Dan ne spune că a&i lua unui om dreptul de a candida și milioanelor de români dreptul de a-l vota fără o condamnare "e o decizie corectă". Poate in URSS-ul lui Lenin, plicușor cu bani de la Soros

Adrian Onciu - Active News : Continuă telenovela nord-coreeană de admitere sau respingere a candidaților la prezidențiale în funcție de cum dictează autorii loviturii de stat.

_ O misiune chineză a descoperit ceva cu adevărat interesant pe Lună

_ Trei nave care transportă un milion de porţii de mâncare se apropie de Gaza

_ Discuţie între Biden şi Netanyahu, după ce premierul israelian a fost criticat dur în Senatul SUA

Serviciile de Informații Ruse afirmă că în România, UE e cea care a pus la cale Lovitura de Stat, indicând Regimului de la București să anuleze Alegerile și că acum au cerut să i se interzică lui Georgescu sa participe la Alegerile din Mai

_ Boosterii Biden manipulează piața „PredictIt” pentru alegeri?

_ Accident rutier pe A2: o mașină a intrat în parapet, la ieșire din Constanța

În cadrul întâlnirii explozive în care oficialii Trump s-au ciocnit cu Elon Musk

LOVITURA DE STAT IN FORMA CONTINUATA CONTINUA. Biroul Electoral Central a făcut un abuz groaznic luând dreptul de vot a 5 milioane de români care votează cu dnul Călin Georgescu . UITAȚI CE ZICE LEGEA ÎNCĂLCATĂ VIOLENT DE BEC

Ion Cristoiu : "Alegerile din 4 mai sunt nule și neavenite. Pe mine nu mă interesează să merg sa votez candidații pe care mă lasă sistemul să-i votez"

Regimul Soroșist l-a interzis pe primul clasat Georgescu dând o nouă lovitură de stat. BEC-ul s-a transformat ilegal în Organ Penal și a "judecat" abuziv și ilegal, invocând "constituțional" ilegalitalitatea CCR emisā pe 6 Decembrie.

Ana Maria Gavrilă de la POT le cere oamenilor pe Tik Tok "să facă ce cred ei că e mai bine" . Dar POT ce face?

Matteo Salvini, vicepremierul Italiei, despre respingerea ilegală a candidaturii lui Georgescu: „O lovitură de stat în stil sovietic”

George Scarlat - Ziua News : Puciștii au plecat pe un drum fără întoarcere

Cristela Georgescu candidat la alegerile prezidențiale? Conform unui sondaj telefonic Cristela Georgescu ar primi aproape toate voturile susținătorilor soțului ei

_ Antonie, Coza şi Colţescu arbitrează meciurile de joi din Superligă

_ Călătorii din Heathrow se confruntă cu haosul în evadarea de sărbători, în timp ce lucrătorii companiei care alimentează avioanele pentru până la 70 de companii aeriene fac grevă de trei zile la rând pentru salariu

_ VEZI: CEO-ul Microsoft spune că inteligența artificială are nevoie de �balustrade� după ce imaginile pornografice false cu Taylor Swift au devenit virale

_ DNA, în încurcătură după cazul Buzatu: 'Dacă se mai ivea o situaţie, am fi fost un pic descoperiţi!' (VIDEO)

_ Sinucidere prin șarpe: un contrabandist de animale se sinucide făcându-i ca una dintre cobrale să-l muște în timp ce este arestat în Africa de Sud

_ Pfizer raportează un profit peste estimările Wall Street. Tratamentul cu care a dat lovitura

_ Fanii Netflix sunt dependenți de a reviziona serialele de succes LA PATRU ani după încheierea acestuia și cer mai multe episoade

_ BNR: Noile evaluări relevă o perspectivă înrăutăţită a inflaţiei comparativ cu previziunile precedente

_ TOM PARKER BOWLES: Îmbrăcați-vă pentru că aceasta este mâncare stropită cu ulei, exuberant dezordonată. Îmi port petele cu mândrie.

_ Agentul Serviciului Secret l-a blocat pe Trump să meargă la Capitoliu pe 6 ianuarie: șofer

_ Reviste de prestigiu îngreunează publicarea oamenilor de știință care nu vorbesc engleza, arată studiul

_ Urgență zero la Kremlin: S-a anunțat prima țară în care pleacă Putin după alegeri

_ Folosirea corectă a echipamentelor electrice dintr-o gospodărie poate reduce factura la energie cu până la 50%

_ �Deci nu avem niciun cuv�nt de spus?� � Elitele bogate din cartierul bogat din Sanctuary City Boston indignate pentru planurile locale de adăpost pentru migranți (VIDEO)

_ Ce urmează pentru Conor McGregor? Ancheta penală privind acuzațiile de viol împotriva campionului UFC „ar putea fi redeschisă” după ce juriul îl consideră vinovat de agresiune sexuală, spune avocatul superior

_ Trump se înfurie după ce mass-media populară urmează „Regula McCaskill” în legătură cu utilizarea de către Biden a unei povești false despre „Melania” de către „Miticul mental”

_ „Orașul uitat:” identificarea site-ului soră neglijat al Dura-Europos din Siria

_ Net-Zero Rollback: Cum ar putea Trump să atingă obiectivele de dereglementare

_ Trump a fost ordonat să plătească peste 80 de milioane de dolari în cazul defăimării Carroll

_ Golfierul creștin devotat Scottie Scheffler triumfă la Masters și spune că misiunea lui este de a �Glorifica pe Dumnezeu�

_ Andrew Weissmann După ce Curtea Supremă a fost de acord să audieze cererea de imunitate a lui Trump: �Cazul DC al lui Jack Smith este acum �n sprijinul vieții� (VIDEO)

_ Joe Biden intensifică atacurile electorale: noi acuze la adresa lui Donald Trump

_ Probleme pentru giganţii auto. Ei ar putea să fie nevoiţi să plece de pe piaţa chineză

_ Două zodii au de învățat o lecție de viață importantă în următoarele zile: Luna aprilie aduce schimbări neașteptate

_ Resursa care sparge toate recordurile la nivel de preţ

_ CSA Steaua a pierdut la limită în optimile LEN Euro Cup

_ URMĂȚI LIVE: Președintele Trump vorbește cu o mulțime masivă de la Get Out The Vote Miting din Greensboro, Carolina de Nord, la 2 PM ET

_ Cum să obțineți medicamentele critice recomandate de dr. Peter McCullough

_ CCTV surprinde momentul extraordinar în care șoferul cade din mașina lui Audi automată în timp ce acesta face marșarier peste marginea unei margini abrupte

_ Biroul Politic Naţional al PNL a aprobat lista pentru alegerile europarlamentare

_ Cererea de băuturi alcoolice scăzute și fără alcool continuă să crească și reduce decalajul cu băutura, spune Ocado

_ „Imagine dramatică pentru cărți de istorie”: Tancurile de GNL încă lipsesc din Marea Roșie

_ Împrumutatori, păstrători! Munca este cea mai bună speranță a regelui Ghanei pentru returnarea permanentă a comorilor de aur „jefuite” – așa cum experții spun că acesta este „doar începutul” planurilor de repatriere a artefactelor „furate”

_ Judecătorul dă o hotăr�re �n cazul adolescentului Kaylee Gain din Missouri; Familia dă o actualizare imediată cu privire la sănătatea ei

_ Câtă încredere au oamenii în diferitele tipuri de oameni de știință?

_ Suedia oprește ancheta Nord Stream, predă Germania, deoarece Hersh completează mai multe spații libere


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24 Pag.25 Pag.26 Pag.27 Pag.28 Pag.29 Pag.30 Pag.31
Pag.32 Pag.33 Pag.34 Pag.35 Pag.36 Pag.37 Pag.38 Pag.39
Pag.40 Pag.41 Pag.42 Pag.43 Pag.44 Pag.45

Nr. de articole la aceasta sectiune: 2681, afisate in 45 pagini.