На недавней 34-й Международной конференции по космическим лучам (34th International Cosmic Ray Conference, ICRC) в Нидерландах астрофизиками из Франции и Китая был представлен проект новой нейтринной обсерватории. Набор из множества радиоантенн обойдется значительно дешевле, чем существующие установки для поиска неуловимых частиц.
Новый радиотелескоп будет нацелен на изучение одного из самых загадочных космических феноменов — природы нейтрино, нейтральных фундаментальных частиц, чрезвычайно слабо взаимодействующих с веществом. Проектируемая Гигантская радиоантенная система — детектор нейтрино (сокращенно GRAND, это аббревиатура от английского названия Giant Radio Array for Neutrino Detection) состоит из сотен тысяч антенн, распределенных по площади около 200 тысяч квадратных километров. Объект изучения обсерватории GRAND — нейтрино очень высоких энергий, рождающиеся в далеком космосе. Возведение системы радиоантенн для поиска нейтрино, по подсчетам ее разработчиков, значительно дешевле, чем строительство с этими же целями телескопов, основанных на оптических технологиях. Поскольку нейтрино с материей взаимодействуют чрезвычайно слабо и пересекают Вселенную беспрепятственно, они могут быть хранилищем ценной информации о порождающем их феномене. Но именно по причине слабого взаимодействия нейтрино почти неуловимы и для регистрации любого вида этих частиц нужны мощнейшие детекторы.
Главная нейтринная обсерватория сегодня — подземный детектор IceCube стоимостью 275 миллионов долларов в Антарктиде. Это один кубический километр льда, в котором находятся 5160 чувствительных фотонных детекторов. С 2011 года IceCube удалось зарегистрировать 100 внегалактических нейтрино. Тогда как фотоумножители IceCube улавливают следы Черенковского излучения, возникающего при прохождении через ледяную среду заряженных частиц, которые могут образоваться в том случае, если с ядром атома вещества среды столкнутся космические нейтрино, GRAND будет регистрировать радиосигналы.
Схема их возникновения такова: в результате взаимодействия космических тау-нейтрино с ядром материи, которая оказывается на их пути к Земле и через нее, образуются тау-лептоны, которые, в свою очередь, по мере разложения в атмосфере рождают ливни вторичных частиц. Магнитотормозное излучение этих заряженных частиц, возникающее из-за их вращения вокруг силовых линий магнитного поля, и будут улавливать антенны системы GRAND. Каждый детекторный модуль стоит около 500 долларов и представляет собой три перпендикулярные друг другу антенны-бабочки, связанные с навигационной системой GPS для отслеживания траектории нейтрино и привязки движения частиц к времени. Как сообщает Physics World, часть антенн уже устанавливается на китайской территории в Тянь-Шане.
Фото www.popularmechanics.com
Нет комментариев