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