Детекторам антарктичної обсерваторії IceCube не вдалося зареєструвати нейтрино з тераелектронвольтовой енергією, які повинні потрапляти на Землю при гамма-сплески.

Теоретики вважають гамма-сплески, масштабні космічні викиди вибухового характеру, найбільш ймовірними кандидатами на роль джерел високоенергетичних космічних променів. Якщо «рушійний механізм» сплеску ефективно прискорює і протони, і електрони, то моделі будуть прекрасно відповідати спостереженнями: електрони (за рахунок синхротронного випромінювання і, можливо, зворотного ефекту Комптона) забезпечать гамма-випромінювання, а що дісталися до Землі протони стануть тими самими космічними променями . При цьому взаємодія протонів з фотонами має давати деякий потік нейтрино з енергією, набагато перевищує 1 ТеВ.

Фізики вже намагалися відшукати такі частинки, але чутливість задіяних нейтринних телескопів завжди була нижче необхідної, і до негативних результатів ставилися спокійно.

IceCube став першим проектом з дуже хорошими шансами на виявлення цих нейтрино. Будівництво обсерваторії, основна – реєструюча – частина якої розміщена в товщі антарктичного льоду, було завершене в грудні минулого року. Під лід, на глибину від 1 450 до 2 450 м, пішли 5160 оптичних модулів, оснащених фотоелектронним помножувачем і нанизаних на 86 ниток. Завдання фотопомножувачів полягає в уловлюванні черенковського випромінювання від заряджених частинок, які народжуються в результаті взаємодії нейтрино з нуклонами. Таке випромінювання, нагадаємо, супроводжує рух частинок зі швидкістю, що перевищує фазову швидкість поширення світла в льоду.

Установка, яка використовується для буріння свердловин в льоду за допомогою гарячої води (рукав для її подачі – на передньому плані). Кожна нитка з оптичними модулями опускається в свою свердловину. (Фото IceCube Collaboration.)

Оскільки завершений вигляд обсерваторія придбала зовсім недавно, ученим довелося використовувати результати вимірів на половинній «потужності» – з 40 нитками оптичних модулів. У такому режимі IceCube пропрацював з 5 квітня 2008-го по 20 травня 2009-го. За цей час у Північній півкулі було відзначено 129 гамма-спалахів; втім, у свою вибірку автори включили тільки 117 подій, забезпечених всіма необхідними даними спостережень.

Пошук нейтрино виконувався двома способами. Перша методика призначалася для роботи у вузькому часовому інтервалі, пов'язаному з максимумом гамма-випромінювання сплеску, і грунтувалася на проведених різними групами фізиків розрахунках спектру високоенергетичних часток. Другий метод був орієнтований на виявлення будь-яких нейтрино з високою енергієюв широких часових межах (до 24 годин з моменту реєстрації гамма-сплеску).

Тепер, коли ці пошуки також дали негативні результати, стає зрозуміло, що згадані вище розрахунки помилкові. Проте саму теорію прискорення протонів і появи високоенергетичних нейтрино при гамма-сплески співробітники колаборації IceCube не спростували; щоб оцінити її перспективи, необхідно набрати статистику з використанням всього обсягу детектора.

За матеріалами: Wired

Tweet

Заможні регіони: Для чого насправді Потрібні вибори?