stringtranslate.com

Антарктическая импульсная переходная антенна

Эксперимент «Антарктическая импульсная переходная антенна» ( ANITA ) был разработан для изучения космических нейтрино сверхвысоких энергий (UHE) путем обнаружения радиоимпульсов, излучаемых при их взаимодействии с антарктическим ледниковым покровом. Это планируется осуществить с помощью массива радиоантенн, подвешенных к гелиевому шару, летящему на высоте около 37 000 метров. [1]

Эксперимент ANITA-IV в Антарктиде перед запуском на воздушном шаре.

Нейтрино с энергией порядка 10 18  эВ создают во льду радиоимпульсы из-за эффекта Аскарьяна . Считается, что эти космические нейтрино высоких энергий возникают в результате взаимодействия космических лучей сверхвысоких энергий (10 20  эВ) с фотонами космического микроволнового фонового излучения . Поэтому есть надежда, что эксперимент ANITA поможет объяснить происхождение этих космических лучей. [2]

Экспериментальные сроки

ANITA-I был запущен из Мак-Мердо , Антарктида , летом 2006–2007 годов. Массив должен путешествовать по континенту с циркумполярными ветрами в течение примерно месяца, прежде чем его поднимет CSBF . Каждая последующая миссия (если будет финансироваться) будет осуществляться с двухлетним интервалом. ANITA-II, модифицированный прибор с 40 антеннами, запущенный со станции Мак-Мердо летом 2008–2009 гг. Ожидается, что ANITA-III повысит чувствительность в 5–10 раз, запущенный в декабре 2014 года.

ANITA-IV была выпущена в декабре 2016 года [3] с более легкой конструкцией, настраиваемыми режекторными фильтрами и улучшенной системой запуска.

Финансирование

ANITA — это результат сотрудничества нескольких университетов под руководством У. Х. Маноа [4] и финансируемый за счет грантов НАСА и Министерства энергетики США. [5]

Полученные результаты

В период с 2006 по 2016 год ANITA совершила четыре полета и установила наиболее конкурентоспособные ограничения на поток диффузных нейтрино сверхвысоких энергий , превышающий несколько десятков экза - электронвольт (ЭэВ). В дополнение к ограничениям на диффузный поток нейтрино, каждый полет ANITA наблюдал десятки космических лучей сверхвысоких энергий посредством геомагнитного радиоизлучения от обширных воздушных ливней , вызванных космическими лучами , которые ANITA обычно наблюдает в отражении от поверхности льда. [6] [7]

ANITA-I и ANITA-III также обнаружили аномальные радиосигналы, которые по наблюдениям соответствовали предстоящим обширным воздушным ливням, выходящим с поверхности. Прогнозируется, что предстоящие обширные воздушные ливни будут созданы в результате распада предстоящих тау-лептонов , генерируемых падающими тау-нейтрино во время их распространения через Землю. [8] Однако углы, под которыми наблюдались эти события, противоречат свойствам нейтрино Стандартной модели, поскольку Земля должна сильно ослаблять поток нейтрино при таких крутых углах вылета. [9] [10] Последующее исследование эксперимента IceCube , который ищет нейтрино со значительно меньшей энергией, чем ANITA, не смогло обнаружить какой-либо значительный источник нейтрино в месте этих событий. [11] По состоянию на 2016 год эти события остаются необъяснимыми.

Четвертый полет ANITA, ANITA-IV, также обнаружил четыре события, которые по наблюдениям соответствовали предстоящим обширным воздушным ливням, вызванным тау . [12] В отличие от событий ANITA-I и ANITA-III, которые наблюдались под крутыми углами ниже горизонта, события ANITA-IV наблюдались очень близко к горизонту, где наиболее вероятно возникновение тау-индуцированных событий. [12]

Соавторы

В состав нынешней группы сотрудничества ANITA входят представители Гавайского университета в Маноа ; Калифорнийский университет, Лос-Анджелес ; Университет штата Огайо ; Университет штата Делавэр ; Университет Канзаса ; Вашингтонский университет в Сент-Луисе ; Лаборатория реактивного движения НАСА ; Университетский колледж Лондона ; Чикагский университет ; Национальный Тайваньский университет ; и Калифорнийский политехнический государственный университет .

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «АНИТА: Антарктическая импульсная переходная антенна» . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 г. Проверено 14 декабря 2005 г.
  2. ^ «Высокий летчик прислушивается к космическим сигналам» . Новый учёный . 23 декабря 2006 г.
  3. ^ «CSBF: Мониторинг полезной нагрузки ANITA-IV» . Архивировано из оригинала 2 декабря 2016 г. Проверено 2 декабря 2016 г.
  4. ^ «ANITA III запущена над Антарктидой | Источник | Вашингтонский университет в Сент-Луисе» . Источник . 2014-12-23 . Проверено 15 января 2020 г.
  5. ^ "Сотрудничество | АНИТА" . Проверено 15 января 2020 г.
  6. ^ Шурлеммер, Х.; Белов, К.; Ромеро-Вольф, А.; Гарсиа-Фернандес, Д.; Бугаев В.; Виссель, ЮАР; Эллисон, П.; Альварес-Муньис, Дж.; Барвик, Юго-Запад; Битти, Джей-Джей; Бессон, ДЗ (апрель 2016 г.). «Измерения энергии и потока космических лучей сверхвысокой энергии, наблюдавшихся во время первого полета ANITA». Астрофизика частиц . 77 : 32–43. arXiv : 1506.05396 . Бибкод : 2016APh....77...32S. doi : 10.1016/j.astropartphys.2016.01.001 . S2CID  34613649.
  7. ^ Горэм, PW; Людвиг, А.; Дьякону, К.; Цао, П.; Эллисон, П.; Банерджи, О.; Баттен, Л.; Бхаттачарья, Д.; Битти, Джей-Джей; Белов, К.; Биннс, WR (19 февраля 2021 г.). «Необычные окологоризонтные события, подобные космическим лучам, наблюдаемые ANITA-IV». Письма о физических отзывах . 126 (7): 071103. arXiv : 2008.05690 . Бибкод : 2021PhRvL.126g1103G. doi :10.1103/PhysRevLett.126.071103. ISSN  0031-9007. PMID  33666466. S2CID  227141510.
  8. ^ Альварес-Муньис, Хайме; Карвалью, Вашингтон Р.; Пайе, Кевин; Ромеро-Вольф, Андрес; Шорлеммер, Харм; Зас, Энрике (26 января 2018 г.). «Комплексный подход к производству тау-лептона с помощью тау-нейтрино высоких энергий, распространяющихся через Землю». Физический обзор D . 97 (2): 023021. arXiv : 1707.00334 . Бибкод : 2018PhRvD..97b3021A. doi : 10.1103/PhysRevD.97.023021. ISSN  2470-0010. S2CID  102491527.
  9. ^ Чо, Адриан (27 сентября 2018 г.). «Странные частицы, туннелирующие сквозь Землю, могут указывать на новую физику». Наука . doi : 10.1126/science.aav5588. S2CID  126199611.
  10. ^ Горэм, PW; Роттер, Б.; Эллисон, П.; Банерджи, О.; Баттен, Л.; Битти, Джей-Джей; Бечтол, К.; Белов, К.; Бессон, ДЗ; Биннс, WR; Бугаев В.; Цао, П.; Чен, CC; Чен, Швейцария; Чен, П.; Клем, Дж. М.; Коннолли, А.; Кремонези, Л.; Дэйли, Б.; Дьякону, К.; Дауконтт, ПФ; Фокс, Б.Д.; Гордон, JWH; Хаст, К.; Хилл, Б.; Хьюз, К.; Хуанг, Джей-Джей; Хьюп, Р.; Израиль, МГ; и другие. (2018). «Наблюдение необычного события, подобного космическим лучам, идущим вверх, в третьем полете АНИТА». Письма о физических отзывах . 121 (16): 161102. arXiv : 1803.05088 . Бибкод : 2018PhRvL.121p1102G. doi : 10.1103/PhysRevLett.121.161102. PMID  30387639. S2CID  53223465.
  11. ^ «IceCube исключает последнее объяснение аномальных нейтринных событий ANITA в Стандартной модели» . 8 января 2020 г.
  12. ^ аб Пречелт, Реми; Виссель, Стефани; Ромеро-Вольф, Эндрю (23 июля 2021 г.). «Анализ гипотезы тау-нейтрино для окологоризонтных событий, подобных космическим лучам, наблюдаемых ANITA-IV». Материалы 37-й Международной конференции по космическим лучам — PoS(ICRC2021) . Том. 395. SISSA Medialab. п. 1110. дои : 10.22323/1.395.1110 . S2CID  237511492.

Внешние ссылки