Оглавление
- 1 Нейтринная обсерватория IceCube
- 1.1 Описание IceCube
- 1.2 Конструкция и строительство
- 1.3 Дополнительные детекторы
- 1.4 Экспериментальный механизм
- 1.5 Чувствительность и цели
- 1.6 Фон и результаты
- 1.7 Наблюдение нейтрино
- 1.8 Гамма-всплески и нейтрино
- 1.9 Косвенные поиски темной материи
- 1.10 Нейтринные колебания
- 1.11 Галактические сверхновые
- 1.12 Стерильные нейтрино
- 1.13 Результаты
- 1.14 Полный текст статьи:
- 2 Нейтринная обсерватория IceCube
Нейтринная обсерватория IceCube
-
Описание IceCube
- Нейтринная обсерватория, разработанная Висконсинским университетом в Мэдисоне
- Построена на станции Южного полюса Амундсена–Скотта в Антарктиде
- Признанный эксперимент ЦЕРНА (RE10)
-
Конструкция и строительство
- Тысячи датчиков расположены подо льдом Антарктиды
- Состоит из сферических оптических датчиков (DOM) с ФЭУ и одноплатным компьютером
- Строительство завершено 18 декабря 2010 года
- Общая стоимость проекта составила 279 миллионов долларов
-
Дополнительные детекторы
- AMANDA: предшественник, отключенный в 2009 году
- IceTop: черенковские детекторы на поверхности ледника
- Низкоэнергетическое расширение: область массива для энергий ниже 100 ГэВ
- PINGU: расширение для обнаружения нейтрино низкой энергии
-
Экспериментальный механизм
- Нейтрино взаимодействуют с водой, создавая заряженные лептоны
- Заряженные лептоны испускают черенковское излучение, обнаруживаемое ФЭУ
- Данные передаются на поверхность ледника и анализируются
-
Чувствительность и цели
- IceCube чувствителен к нейтрино высоких энергий (107-1021 эВ)
- Наиболее чувствителен к мюонным нейтрино
- Цели: точечные источники нейтрино, изучение астрофизических процессов
-
Фон и результаты
- Большой фон мюонов от космических лучей
- IceCube обнаруживает около 75 восходящих нейтрино в день
- Неожиданные выбросы энергии указывают на внеземные источники
-
Наблюдение нейтрино
- IceCube может наблюдать нейтрино с любого направления, но южное полушарие поглощается мюонным фоном.
- Ранние поиски точечных источников сосредоточены на северном полушарии.
- Ожидается, что IceCube обнаружит мало нейтрино, но с высоким разрешением.
-
Гамма-всплески и нейтрино
- Протоны могут сталкиваться с фотонами, образуя пионы, которые распадаются на нейтрино и гамма-лучи.
- IceCube не наблюдал совпадений нейтрино с гамма-всплесками, но может использовать этот поиск для ограничения потока нейтрино.
-
Косвенные поиски темной материи
- Темная материя может аннигилировать на Солнце, создавая нейтрино.
- IceCube установил лучшие ограничения на WIMP с помощью 22-строкового детектора.
-
Нейтринные колебания
- IceCube может наблюдать нейтринные колебания от атмосферных потоков космических лучей.
- DeepCore оптимизирован для диапазона энергий ~25 ГэВ.
- В 2014 году определены параметры осцилляции нейтрино.
-
Галактические сверхновые
- IceCube может обнаружить локальную сверхновую, если она находится близко.
- IceCube является членом системы раннего предупреждения о сверхновых.
-
Стерильные нейтрино
- Признак стерильных нейтрино — искажение энергетического спектра атмосферных нейтрино.
- В 2016 году не обнаружено свидетельств существования стерильных нейтрино.
-
Результаты
- IceCube опубликовал предельные значения потока нейтрино и аннигиляции нейтралино.
- Наблюдался эффект затенения от Луны и анизотропия мюонов космических лучей.
- В 2013 году обнаружено 28 нейтрино, включая пару нейтрино высокой энергии.
- В 2018 году прослежено нейтрино до блазара TXS 0506+056.
- В 2020 году обнаружены доказательства резонанса Глэшоу.
- В 2022 году обнаружены доказательства источника нейтрино в галактике Мессье 77.
- В 2023 году определена галактическая карта диффузного излучения нейтрино.