Ученые, работающие в нейтринной обсерватории «Ледяной куб» (IceCube Neutrino Observatory) сообщили, что им удалось обнаружить ряд нейтрино, прилетевших к Земле из далекого космоса.
Нейтрино имеют очень большую энергию и почти не взаимодействуют с другими частицами, поэтому зафиксировать их появление очень сложно. О том, как ученые исследуют нейтрино, полученные во время работы ускорителя частиц, можно прочитать в специальном очерке «Метаморфозы нейтрино». Обсерватория «Ледяной куб», расположенная вблизи Южного полюса, предназначена для изучения нейтрино космического происхождения. Она состоит из 86 «гирлянд», каждая из которых несет по 60 фотодетекторов. «Гирлянды» находятся в скважинах в антарктическом льду на глубине с 1450 по 2450 метров. Фотодетекторы способны уловить мюоны, выделяющиеся в тех редких случаях, когда нейтрино все-таки вступает во взаимодействие с веществом Земли. Общий объем льда, в котором расположены фотодетекторы, составляет кубический километр.
Однако исследователи, работающие в обсерватории, заинтересованы отнюдь не в любом зафиксированном нейтрино. Большая часть этих частиц, обнаруживаемых детекторами, образуется в ходе ядерных реакций в Солнце или же при взаимодействии протонов высоких энергий с частицами в верхних слоях земной атмосферы. Ученые же стремятся обнаружить нейтрино, которые возникают в ходе высокоэнергетических процессов в далеком космосе. Различить эти нейтрино можно по количеству энергии регистрируемых мюонов.
Успешное решение этой задачи даст в руки исследователей новый инструмент изучения космоса. Найдя космические нейтрино, можно сразу же установить точное направление на их источник, ведь нейтрино не отклоняются электромагнитным полем. К тому же проникающая способность нейтрино позволит «видеть» источники, недоступные обычному наблюдению, например, скрытые газопылевыми облаками.
Но таких космических нейтрино очень мало по сравнению с теми, что рождаются на Солнце или в атмосфере. Исследователи, опубликовавшие статью о результатах своих наблюдений в Physical Review Letters, сообщили, что с мая 2010 по май 2012 года они зафиксировали приблизительно 35 тысяч мюонных нейтрино, но лишь 21 частица породила мюоны столь высокой энергии, что можно предположить их внесолнечное происхождение. Хотя это число может показаться малым, обнаружение этих нейтрино – важное достижение проекта «Ледяной куб». Руководитель астрофизических и геокосмических программ Национального научного фонда в Антарктиде Владимир Папиташвили сказал, что достигнутый результат открывает двери в новую эру физики элементарных частиц.
