Ученые смогли найти нейтрино, используя пластиковый куб

Ученые смогли найти нейтрино, используя пластиковый куб

Когда нейтрино врезаются в молекулы воды в миллиардах с лишним тонн льда, которые составляют детектор в нейтринной обсерватории IceCube в Антарктике, более 5000 датчиков регистрируют свет субатомных частиц, возникающий в результате столкновений. Но, как и следовало ожидать, эти масштабные эксперименты не из дешевых.

В документе, недавно принятом Physical Review Letters, международная группа физиков, работающих в Национальной ускорительной лаборатории SLAC при Министерстве энергетики, продемонстрировала недорогой способ расширить поиск нейтрино в IceCube.

Исследователи направили электронный луч, отклоненный от источника когерентного света Linac (LCLS) SLAC, в большой пластиковый блок, чтобы имитировать нейтрино, сталкивающиеся со льдом. Когда нейтрино взаимодействует со льдом, он производит каскад высокоэнергетических частиц, которые оставляют за собой след ионизации. То же самое верно для электронных столкновений в пластике.

Чтобы обнаружить эти следы ионизации, команда использовала антенну, отражающую радиоволны от них. Это создало радиолокационное эхо, которое было уловлено дополнительными антеннами. Впервые исследователи смогли обнаружить радиолокационное эхо от каскада частиц.

Эти эхо-сигналы несут информацию о нейтрино в диапазоне энергий, который может преодолеть разрыв между нейтрино с более низкой энергией, которые обнаруживает IceCube, и нейтрино с более высокой энергией, обнаруживаемыми другими детекторами на льду и на аэростате.

Чтобы продолжить, исследователи надеются использовать аналогичную установку для обнаружения нейтрино с радиоэхо в антарктическом льду. В случае успеха методика может в конечном итоге позволить исследователям расширить энергетический охват IceCube, не разрушая блок.

Популярные материалы