Окно во Вселенную

Поиск ультравысокоэнергетических нейтрино в космосе сделал частью детектора Луну.

Стремясь обнаружить ультравысокоэнергетические нейтрино, группа астрономов использовала естественный спутник Земли как часть инновационной телескопической системы поиска, сообщает EurekAlert.

Работа ученых предоставила новые возможности понимания возможного происхождения неуловимых субатомных частиц и указала путь к открытию нового представления Вселенной в будущем.

Ученые применили специальное электронное оборудование, которое используется при работе радиотелескопа с очень большой антенной системой, и использовали новые сверхчувствительные радиоприемники, введенные как часть проекта EVLA (расширенный радиотелескоп с очень большой антенной системой).

Еще до наблюдений исследователи протестировали систему, запустив маленький передатчик радиотелескопа в воздушном шаре, наполненном гелием.

Через 200 часов наблюдений Тэд Егер, Роберт Мютел и Кеннет Гейли из университета Айовы не обнаружили ни одного нейтрино, что позволило установить новый предел количества таких частиц, прибывающих из космоса, и подвергнуть сомнению некоторые теоретические модели относительно способа производства нейтрино.

Нейтрино — это быстро перемещающиеся субатомные частицы с нейтральным электрическим зарядом, которые беспрепятственно проходят сквозь материю. Хотя во Вселенной их очень много, обнаружить нейтрино очень сложно. Эксперименты по обнаружению нейтрино от Солнца и взрывов сверхновых используют значительный объем воды и хлора, чтобы уловить редкие взаимодействия частиц с обычной материей.

Ультравысокоэнергетические нейтрино, которые искали астрономы, производятся энергетическими ядрами, произведенными черными дырами отдаленных галактик, массивными взрывами звезд, аннигиляцией темного вещества, частицами космических лучей, которые взаимодействуют с фотонами, разрывами пространственно-временной материи и столкновением ультравысокоэнергетических нейтрино с низкоэнергетическими нейтрино, оставшимися от Большого взрыва.

Обнаружить нейтрино с помощью радиотелескопов не удалось, однако ученые наметили наборы антенн вокруг края Луны в надежде увидеть краткие всплески радиоволн, испускаемые в момент, когда нейтрино проходят сквозь Луну и взаимодействуют с материей планеты. Подобные взаимодействия должны направить радиовозмущения к Земле.

Эта технология впервые использовалась в 1995 году и после того еще несколько раз, однако обнаружить с ее помощью пока ничего не удалось. Последние наблюдения с помощью радиотелескопа с большой антенной системой были наиболее чувствительными из всех, когда-либо произведенных.

«Мы установили новый верхний предел количества типа нейтрино, который мы искали», сказал Мютел. «Этот предел позволяет устранить некоторые модели, которые предполагают, что всплески нейтрино прибывают из ореола Млечного Пути».

Чтобы протестировать другие имеющиеся модели, ученым потребуется провести наблюдения с еще большей чувствительностью.

«Некоторые из разработанных нами методов наблюдений могут быть приспособлены к следующему поколению радиотелескопов и помочь в более чувствительном поиске», заключил Мютел. «Кода мы разработаем способность обнаруживать эти частицы, мы откроем новое окно, через которое можно будет наблюдать Вселенную и улучшить наше понимание основ астрофизики».

01.12.2010