Радио Айс Черенков Эксперимент
Radio Ice Cherenkov Experiment ( RICE — эксперимент, предназначенный для обнаружения черенковского излучения в радиорежиме электромагнитного спектра в результате взаимодействия высоких энергий нейтрино (более 1 ПэВ ) , так называемых нейтрино сверхвысокой энергии UHE) с Антарктическая ледяная шапка (молекулы льда). Целью этого эксперимента является определение возможностей радиодетекторной техники измерения потока космических нейтрино высоких энергий , определение источников этого потока и измерение нейтрино- нуклонных сечений при энергиях, превышающих доступные на существующих ускорителях . Такой эксперимент также чувствителен к нейтрино от гамма-всплесков , а также к сильно ионизирующим заряженным частицам (например, монополям), пересекающим ледяную шапку Антарктики.
Эксперимент проводился в 1999-2012 гг. (прототипы до 1999 г., сбор данных 1999-2010 гг.). Радиоприемники эксперимента были расположены на глубине 100–350 метров под ледяным покровом, прямо под обсерваторией Мартина А. Померанца (МАПО) на Южнополярной станции . В здании МАПО размещалось оборудование эксперимента. Отверстия, в которых размещались радиоприемники, в первую очередь были пробурены для экспериментов AMANDA , а затем (AMANDA была закрыта в 2009 году) для экспериментов IceCube ; RICE использовал отверстия в качестве вторичного эксперимента. [ 1 ]
Экспериментальная эксплуатация и результаты
[ редактировать ]Две антенны были успешно установлены в течение южного лета 1995–1996 годов. В сезоне 1996–97 годов прототип решетки из трех антенн был развернут в скважинах (АМАНДА) на глубинах 140–210 метров. Этот прототип продемонстрировал способность успешно развертывать приемники и передатчики и позволил оценить шумовую температуру в глубоком льду. Еще несколько приемников и передатчиков были установлены в трех новых скважинах AMANDA в сезоне 1997–1998 гг., в специальных (специально пробуренных для RICE) неглубоких «сухих» скважинах в сезоне 1998–99 гг. И, наконец, в нескольких лунках AMANDA, пробуренных в сезоне 1999–1999 гг. Сезон 2000 года. Пять лет сбора данных (два года жизни) привели к получению наиболее жестких верхних пределов потока нейтрино в интервале 50 ПэВ – 1 Ээ В, а также результатов по отклонениям от Стандартной модели сечений и поискам гамма- совпадения лучей. В настоящее время оборудование RICE модифицируется для использования в скважинах IceCube, пробуренных с 2006 по 2010 год.
В 2008-2009 годах эксперимент RICE был расширен экспериментом по радиокалибровке нейтринных решеток ( NARC ). Продолжающийся эксперимент известен как RICE/NARC или просто RICE. [ 2 ]
В 2012 году были опубликованы результаты полного набора данных (собранного в 2000–2010 годах) RICE (RICE/NARC), а эксперимент RICE (RICE/NARC) был описан как «в настоящее время завершающий сбор полезных данных». [ 3 ] [ 4 ] Нейтрино сверхвысоких энергий (СВЭ) обнаружено не было; это соответствует теоретическим ожиданиям. [ 5 ]
Радиочеренковский метод обнаружения нейтрино продолжает эксперимент-преемник RICE, Аскарянская радиорешетка (ARA), которому было передано оборудование RICE (и некоторые исследователи). ARA также развернута на Южнополярной станции подо льдом. Первый прототип ARA был испытан на Южном полюсе антарктическим летом 2010-2011 годов. [ 6 ] [ 7 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кравченко И.; Хусейн, С.; Секель, Д.; Бессон, Д.; Фенсхольт, Э.; Ралстон, Дж.; Тейлор, Дж.; Рацлафф, К.; Янг, Р. (2012). «Обновленные результаты эксперимента RICE и будущие перспективы обнаружения нейтрино сверхвысоких энергий на южном полюсе». Физический обзор D . 85 (6): 062004. arXiv : 1106.1164 . Бибкод : 2012PhRvD..85f2004K . doi : 10.1103/PhysRevD.85.062004 .
- ^ Кравченко, Илья (2012). «Состояние RICE и подготовка к радионейтринному эксперименту следующего поколения в Антарктиде». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 692 : 233–235. Бибкод : 2012NIMPA.692..233K . дои : 10.1016/j.nima.2012.01.032 .
- ^ Кравченко, Илья (2012). «Состояние RICE и подготовка к радионейтринному эксперименту следующего поколения в Антарктиде». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 692 : 233–235. Бибкод : 2012NIMPA.692..233K . дои : 10.1016/j.nima.2012.01.032 .
- ^ Кравченко И.; Хусейн, С.; Секель, Д.; Бессон, Д.; Фенсхольт, Э.; Ралстон, Дж.; Тейлор, Дж.; Рацлафф, К.; Янг, Р. (2012). «Обновленные результаты эксперимента RICE и будущие перспективы обнаружения нейтрино сверхвысоких энергий на южном полюсе». Физический обзор D . 85 (6): 062004. arXiv : 1106.1164 . Бибкод : 2012PhRvD..85f2004K . doi : 10.1103/PhysRevD.85.062004 .
- ^ Кравченко И.; Хусейн, С.; Секель, Д.; Бессон, Д.; Фенсхольт, Э.; Ралстон, Дж.; Тейлор, Дж.; Рацлафф, К.; Янг, Р. (2012). «Обновленные результаты эксперимента RICE и будущие перспективы обнаружения нейтрино сверхвысоких энергий на южном полюсе». Физический обзор D . 85 (6): 062004. arXiv : 1106.1164 . Бибкод : 2012PhRvD..85f2004K . doi : 10.1103/PhysRevD.85.062004 .
- ^ Кравченко, Илья (2012). «Состояние RICE и подготовка к радионейтринному эксперименту следующего поколения в Антарктиде». Ядерные приборы и методы в физических исследованиях. Раздел А: Ускорители, спектрометры, детекторы и сопутствующее оборудование . 692 : 233–235. Бибкод : 2012NIMPA.692..233K . дои : 10.1016/j.nima.2012.01.032 .
- ^ Кравченко И.; Хусейн, С.; Секель, Д.; Бессон, Д.; Фенсхольт, Э.; Ралстон, Дж.; Тейлор, Дж.; Рацлафф, К.; Янг, Р. (2012). «Обновленные результаты эксперимента RICE и будущие перспективы обнаружения нейтрино сверхвысоких энергий на южном полюсе». Физический обзор D . 85 (6): 062004. arXiv : 1106.1164 . Бибкод : 2012PhRvD..85f2004K . doi : 10.1103/PhysRevD.85.062004 .