2 августа 2019

Новый детектор в обсерватории IceCube позволит лучше изучить нейтрино

ОИЯИ Полярное сияние на Южном полюсе. Красная точка — лаборатория IceCube ОИЯИ

Нейтринная обсерватория IceCube, расположенная на Южном полюсе, модернизируется с помощью научных центров Германии. Детектор для поиска нейтрино станет больше и сможет искать частицы низких энергий и измерять свойства нейтрино с точностью, еще не достигнутой сегодня. С его помощью ученые смогут узнать больше об основных процессах во Вселенной, говорится в пресс-релизе Технологического института Карлсруэ (Германия).

В 2017 году обсерватория IceCube, являющаяся частью американской станции Амундсен-Скотт на Южном полюсе, нашла убедительное доказательство первого источника высокоэнергетических космических частиц нейтрино. Нейтрино – это сверхлегкие элементарные частицы, у которых нет электрического заряда и которые очень слабо, но все же взаимодействуют с веществом. Поймать частицу очень трудно, часто ее называют частицей-призраком.

Такие обсерватории, как IceCube, все-таки могут поймать неуловимое. IceCube служит для измерения нейтрино высоких энергий на участке льда объемом один кубический километр. Поскольку сами нейтрино не издают никаких сигналов, ученые измеряют треки мионов. Мионы – это элементарные частицы, иногда образующиеся при взаимодействии нейтрино со льдом. В отличие от нейтрино, мионы несут электрический заряд. Проходя сквозь лед, они по пути «зажигают» характерный световой конус, так называемое черенковское излучение. Высокочувствительные детекторы измеряют именно это излучение. В настоящее время в обсерватории во льдах – на глубине от 1500 до 2500 метров – установлено 5160 детекторов на 86 кабелях.

«В рамках проекта модернизации IceCube глубоко во льду в середине существующих линий [кабелей] будут проложены семь дополнительных кабелей. Они оснащены 700 модернизированными детекторами, – говорит доктор Андреас Хаунгс (Andreas Haungs), руководитель исследовательской группы IceCube в Технологическом институте Карлсруэ. – Лед внутри и вокруг детектора очень прозрачный, что идеально для изучения свойств очень быстрых, релятивистских частиц».

Новый детектор IceCube будет состоять из двух различных типов оптических модулей для тестирования двух технологий, которые будут применимы в будущей расширенной версии IceCube – IceCube-Gen2. Один из новых оптических датчиков, мультипиксельный цифровой оптический модуль (mDOM), был разработан немецкими учеными. По сравнению с предыдущими модулями, mDOM имеет гораздо большую и сегментированную область обнаружения, в результате чего достигается гораздо более высокая чувствительность.