В декабре этого года будут завершены работы по
созданию новой нейтринной обсерватории IceCube – это крупнейшая
обсерватория такого рода, которая займет километровые пространства под
антарктическим льдом
Обсерватория IceCube создается уже два
десятилетия. В статье, которую недавно опубликовал один из журналов
Американского Института Физики, посвященный инструментарию современной
науки (American Institute of Physics,Review of Scientific Instruments),
дается подробное описание как самой обсерватории, так ее оборудования и
научной миссии. Главной целью обсерватории IceCube, в некотором роде
задачей-максимум, является обнаружение источников космических лучей,
которые состоят из ускоренных до высоких энергий элементарных частиц и
ядер атомов. «Спустя почти столетие после открытия (идущих из космоса
лучей) мы все еще не знаем, откуда исходят эти высокоэнергичные частицы,
бомбардирующие Землю, и где они взяли свою немыслимую энергию» -
говорит научный руководитель проекта IceCube, профессор физики
Университета штата Висконсин в Мэдисоне (University of Wisconsin in
Madison) Френсис Хальцен (Francis Halzen). На всем пути следования
космических лучей нейтрино - единственная частица, которая сопровождает
их заряженные частицы, не меняя направления своего движения, не
распадаясь и не поглощаясь межзвездной средой. А потому это единственная
частица, пригодная для исследований источников частиц сверхвысоких
энергий на космических расстояниях. Нейтрино образуются при
радиоактивном распаде и являются самыми распространенными – после частиц
света - частицами во Вселенной.
Космические нейтрино, которые
обладают высокими энергиями, возникают в самых жестких условиях, таких
как взрывы звезд и всплески гамма-лучей. Поскольку у нейтрино нет
электрического заряда, а также ощутимой массы, а с материей они
взаимодействуют очень слабо, то триллионы нейтрино пронизывают все
вокруг, включая нас, оставаясь незамеченными. В чрезвычайно редких
случаях нейтрино может попасть в атомное ядро, и тогда в толще льда
родится частица под названием мюон, ее выдаст черенковское излучение,
регистрируемое оптическими сенсорами. IceCube будет регистрировать
черенковское излучение заряженных частиц, образованных при попадании
нейтрино в ледяную среду , используя 5 160 таких сенсоров,
расположенных в 80 вертикальных «струнах» проходящих на глубине от 1450
до 2450 метров и являющихся фотоумножителями. Конечный объем детектора –
более 1 кубического километра. Анализ данных от фотоумножителей
позволит ученым определять направление и энергию нейтрино, которое
образовало мюон. Наиболее важные данные из лаборатории IceCube на
южном полюсе через один из спутников NASA (TDRSS) будут отправляться в
университет Висконсина, в центр хранения данных в Мэдисоне. Как
отмечает Хальцен, «IceCube полностью оптимизирован по размерам для
приобретения чувствительности к тончайшим потокам нейтрино, которые
помогут выявить источники космических лучей и природу частиц темной
материи». Чем неуловимей частицы, тем больше и мощнее должен быть
детектор для их регистрации.
"Эхо Москвы"
|
