Декабрь 2019
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
25 26 27 28 29 30 1
2 3 4 5 6 7 8
9 10 11 12 13 14 15
16 17 18 19 20 21 22
23 24 25 26 27 28 29
30 31 1 2 3 4 5

Наука

Нейтринный телескоп ANTARES установил строгие ограничения на поток магнитных монополей

Нейтринный телескоп ANTARES установил строгие ограничения на поток магнитных монополей



На международной конференции в Мюнхене физики обнародовали последние результаты наблюдений, выполненных нейтринным телескопом ANTARES...

...Который напоминает уменьшенный вариант антарктической обсерватории IceCube, строительство которой было завершено в конце 2010 года. Детектирующий массив ANTARES находится в Средиземном море, в 40 км от южных берегов Франции на глубине в 2 475 м; составлен он из 12 удерживаемых в вертикальном положении «нитей» с нанизанными на них оптическими модулями, содержащими фотоэлектронные умножители. У IceCube таких «нитей» 86, и на всех закреплено по 60 модулей, тогда как ANTARES располагает лишь двенадцатью «нитями» с 25 сборками из трёх фотоумножителей на каждой.

Основной задачей ANTARES называют регистрацию высокоэнергетичных (более 100 ГэВ) нейтрино космического происхождения, точечные источники которых могли бы указать на те области, где происходит ускорение протонов и ядер и рождаются космические лучи. Схема обнаружения высокоэнергетичных частиц довольно проста: небольшая часть приходящих нейтрино взаимодействует с водой, в результате чего образуются мюоны, инициирующие черенковское излучение. Последнее отмечают фотоумножители, и по их данным реконструируются примерные траектории мюонов; полезными считаются только те частицы, что идут «снизу вверх» (то есть рождены нейтрино, пришедшими из Южного полушария и пролетевшими сквозь Землю), а атмосферные мюоны, которые двигались в противоположном направлении, отбрасываются. IceCube действует так же, но ориентируется на нейтрино, прибывающие из Северного полушария.

Нейтрино «врезается» в Землю, проходит насквозь, взаимодействует в воде, а рождённый при этом мюон регистрируют детекторы ANTARES:



Нейтринный телескоп ANTARES установил строгие ограничения на поток магнитных монополей



«Нить» с оптическими модулями готовится к погружению в Средиземное море. (Фото L. Fabre / CEA.)

Другой важной задачей телескопа стал поиск гипотетических частиц (в первую очередь — магнитных монополей и нуклеаритов). Согласно определению, монополи, открытие которых привело бы к полной симметризации уравнений Максвелла по отношению к электрическому и магнитному полям, обладают ненулевым магнитным зарядом. Они вполне могут скрываться в проникающей космической радиации, и при скорости движения в воде v, близкой к скорости света в вакууме c, монополи излучали бы в несколько тысяч раз (в пересчёте на единицу пути) больше черенковских фотонов, чем одиночные мюоны. Даже «медленные» монополи, впрочем, должны создавать ионизационные электроны, а те также обеспечивали бы различимый фотонный сигнал.

Оптимизируя методику поиска монополей, участники эксперимента ANTARES определили диапазон интересовавших их скоростей как 0,625 ≤ β ≤ 0,995, где β = v/c (черенковское излучение, заметим, появлялось бы только при β > 0,74). Увы, обнаружить искомые частицы не удалось, но установленные ANTARES верхние пределы потока «восходящих» монополей лежат гораздо ниже тех, что были найдены ранее в родственных экспериментах MACRO, AMANDA II и Baikal.

Нейтринный телескоп ANTARES установил строгие ограничения на поток магнитных монополей



Верхний предел потока магнитных монополей с 0,625 ≤ β ≤ 0,995, установленный ANTARES на 90-процентном уровне достоверности. На рисунке также отмечены результаты наблюдений на Байкальском подводном нейтринном телескопе, экспериментов MACRO и AMANDA II. (Иллюстрация ANTARES Collaboration.)

Другая гипотетическая частица, нуклеарит, представляет собой сгусток странной кварковой материи, состоящий из u-, d- и s-кварков. Явных следов нуклеаритов ANTARES не нашёл, выяснив, что на 90-процентном уровне достоверности поток этих частиц с массой от 10 в 14 степени до 10 в 17 степени ГэВ не превышает 10 в –16 степени см–2•с–1•ср–1.

Полная версия отчёта о наблюдениях на ANTARES будет опубликована в издании Journal of Physics: Conference Series.

Подготовлено по материалам arXiv-препринта.

Источник
© 2012 FUN-SPACE.ru. Все права защищены.
Создание сайтов Санкт-Петербург Яндекс.Метрика