Антарктическая импульсная переходная антенна

Эксперимент «Антарктическая импульсная переходная антенна » ( ANITA ) был разработан для изучения сверхвысоких энергий (UHE) космических нейтрино путем обнаружения радиоимпульсов, излучаемых при их взаимодействии с антарктическим ледниковым покровом. Это планируется осуществить с помощью массива радиоантенн, подвешенных к гелиевому шару, летящему на высоте около 37 000 метров. ^[1]

Нейтрино с энергией порядка 10 ¹⁸ эВ , создают радиоимпульсы во льду из-за эффекта Аскарьяна . Считается, что эти космические нейтрино высоких энергий возникают в результате взаимодействия сверхвысоких энергий (10 ²⁰ эВ) космические лучи с фотонами космического микроволнового фонового излучения . Таким образом, есть надежда, что эксперимент ANITA поможет объяснить происхождение этих космических лучей. ^[2]

Экспериментальные сроки

ANITA-I был запущен из Мак-Мердо , Антарктида, летом 2006–2007 годов.Массив должен путешествовать вокруг континента с циркумполярными ветрами в течение примерно месяца, прежде чем его поднимет CSBF . Каждая последующая миссия (если будет финансироваться) будет осуществляться с двухлетним интервалом. ANITA-II, модифицированный прибор с 40 антеннами, запущенный со станции Мак-Мердо летом 2008–2009 гг. Ожидается, что ANITA-III повысит чувствительность в 5–10 раз, запущенный в декабре 2014 года.

ANITA-IV запущена в декабре 2016 года. ^[3] с более легкой конструкцией, настраиваемыми режекторными фильтрами и улучшенной системой триггера.

Финансирование

ANITA — это результат сотрудничества нескольких университетов под руководством UH Manoa. ^[4] и финансируется за счет грантов НАСА и Министерства энергетики США. ^[5]

Результаты

В период с 2006 по 2016 год ANITA совершила четыре полета и установила наиболее конкурентоспособные ограничения на поток диффузных нейтрино сверхвысоких энергий , превышающий несколько десятков экза - электронвольт (ЭэВ). В дополнение к ограничениям на диффузный поток нейтрино, каждый полет ANITA наблюдал десятки космических лучей сверхвысоких энергий посредством геомагнитного радиоизлучения от обширных воздушных ливней, вызванных космическими лучами , которые ANITA обычно наблюдает в отражении от поверхности льда. ^[6]^[7]

ANITA-I и ANITA-III также обнаружили аномальные радиосигналы, которые по наблюдениям соответствовали предстоящим обширным воздушным ливням, выходящим с поверхности. Прогнозируется, что предстоящие обширные воздушные ливни будут созданы в результате распада предстоящих тау-лептонов, генерируемых падающими тау-нейтрино во время их распространения через Землю. ^[8] Однако углы, под которыми наблюдались эти события, противоречат свойствам нейтрино Стандартной модели, поскольку Земля должна сильно ослаблять поток нейтрино при таких крутых углах вылета. ^[9]^[10] Последующее исследование эксперимента IceCube , который ищет нейтрино со значительно меньшей энергией, чем ANITA, не смогло обнаружить какой-либо значительный источник нейтрино в месте этих событий. ^[11] По состоянию на 2016 год эти события остаются необъяснимыми.

Четвертый полет ANITA, ANITA-IV, также обнаружил четыре события, которые по наблюдениям соответствовали предстоящим обширным воздушным ливням , вызванным тау . ^[12] В отличие от событий ANITA-I и ANITA-III, которые наблюдались под крутыми углами ниже горизонта, события ANITA-IV наблюдались очень близко к горизонту, где наиболее вероятно возникновение тау-индуцированных событий. ^[12]

Соавторы

В состав нынешней группы сотрудничества ANITA входят представители Гавайского университета в Маноа ; Калифорнийский университет, Лос-Анджелес ; Университет штата Огайо ; Университет штата Делавэр ; Университет Канзаса ; Вашингтонский университет в Сент-Луисе ; НАСА Лаборатория реактивного движения ; Университетский колледж Лондона ; Чикагский университет ; Национальный Тайваньский университет ; и Калифорнийский политехнический государственный университет .

См. также

Ссылки

^ «АНИТА: Антарктическая импульсная переходная антенна» . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 г. Проверено 14 декабря 2005 г.
^ «Высокий летчик прислушивается к космическим сигналам». Новый учёный . 23 декабря 2006 г.
^ «CSBF: Мониторинг полезной нагрузки АНИТА-IV» . Архивировано из оригинала 2 декабря 2016 г. Проверено 2 декабря 2016 г.
^ «ANITA III запущена над Антарктидой | Источник | Вашингтонский университет в Сент-Луисе» . Источник . 2014-12-23 . Проверено 15 января 2020 г.
^ «Коллаборация | АНИТА» . Проверено 15 января 2020 г.
^ Шурлеммер, Х.; Белов, К.; Ромеро-Вольф, А.; Гарсиа-Фернандес, Д.; Бугаев В.; Виссель, ЮАР; Эллисон, П.; Альварес-Муньис, Дж.; Барвик, Юго-Запад; Битти, Джей-Джей; Бессон, ДЗ (апрель 2016 г.). «Измерения энергии и потока космических лучей сверхвысоких энергий, наблюдавшихся во время первого полета ANITA» . Астрофизика частиц . 77 : 32–43. arXiv : 1506.05396 . Бибкод : 2016APh....77...32S . doi : 10.1016/j.astropartphys.2016.01.001 . S2CID 34613649 .
^ Горэм, PW; Людвиг, А.; Дьякону, К.; Цао, П.; Эллисон, П.; Банерджи, О.; Баттен, Л.; Бхаттачарья, Д.; Битти, Джей-Джей; Белов, К.; Биннс, WR (19 февраля 2021 г.). «Необычные окологоризонтные события, подобные космическим лучам, наблюдаемые ANITA-IV» . Письма о физических отзывах . 126 (7): 071103. arXiv : 2008.05690 . Бибкод : 2021PhRvL.126g1103G . doi : 10.1103/PhysRevLett.126.071103 . ISSN 0031-9007 . PMID 33666466 . S2CID 227141510 .
^ Альварес-Муньис, Хайме; Карвалью, Вашингтон Р.; Пайе, Кевин; Ромеро-Вольф, Андрес; Шорлеммер, Харм; Зас, Энрике (26 января 2018 г.). «Комплексный подход к образованию тау-лептона с помощью тау-нейтрино высоких энергий, распространяющихся через Землю» . Физический обзор D . 97 (2): 023021. arXiv : 1707.00334 . Бибкод : 2018PhRvD..97b3021A . дои : 10.1103/PhysRevD.97.023021 . ISSN 2470-0010 . S2CID 102491527 .
^ Чо, Адриан (27 сентября 2018 г.). «Странные частицы, туннелирующие сквозь Землю, могут указывать на новую физику» . Наука . дои : 10.1126/science.aav5588 . S2CID 126199611 .
^ Горэм, PW; Роттер, Б.; Эллисон, П.; Банерджи, О.; Баттен, Л.; Битти, Джей-Джей; Бечтол, К.; Белов, К.; Бессон, ДЗ; Биннс, WR; Бугаев В.; Цао, П.; Чен, CC; Чен, Швейцария; Чен, П.; Клем, Дж. М.; Коннолли, А.; Кремонези, Л.; Дэйли, Б.; Дьякону, К.; Дауконтт, ПФ; Фокс, Б.Д.; Гордон, JWH; Хаст, К.; Хилл, Б.; Хьюз, К.; Хуанг, Джей-Джей; Хьюп, Р.; Израиль, МГ; и др. (2018). «Наблюдение необычного события, подобного космическим лучам, идущим вверх, в третьем полете АНИТА». Письма о физических отзывах . 121 (16): 161102. arXiv : 1803.05088 . Бибкод : 2018PhRvL.121p1102G . doi : 10.1103/PhysRevLett.121.161102 . ПМИД 30387639 . S2CID 53223465 .
^ «IceCube исключает последнее объяснение аномальных нейтринных событий ANITA в рамках Стандартной модели» . 8 января 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б Пречелт, Реми; Виссель, Стефани; Ромеро-Вольф, Эндрю (23 июля 2021 г.). «Анализ тау-нейтринной гипотезы для окологоризонтных событий, подобных космическим лучам, наблюдаемых ANITA-IV» . Материалы 37-й Международной конференции по космическим лучам — PoS(ICRC2021) . Том. 395. SISSA Medialab. п. 1110. дои : 10.22323/1.395.1110 . S2CID 237511492 .

Внешние ссылки

Миочинович, П.; и др. (2005). «Настройка на нейтрино UHE в Антарктиде - эксперимент ANITA». Эконф С. 041213 : 2516. arXiv : astro-ph/0503304 . Бибкод : 2005tsra.conf..765M .
Статья Калифорнийского университета. Архивировано 24 сентября 2015 г. в Wayback Machine.
Статья Гавайского университета

[1] «АНИТА: Антарктическая импульсная переходная антенна» . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 г. Проверено 14 декабря 2005 г.

[2] «Высокий летчик прислушивается к космическим сигналам». Новый учёный . 23 декабря 2006 г.

[3] «CSBF: Мониторинг полезной нагрузки АНИТА-IV» . Архивировано из оригинала 2 декабря 2016 г. Проверено 2 декабря 2016 г.

[4] «ANITA III запущена над Антарктидой | Источник | Вашингтонский университет в Сент-Луисе» . Источник . 2014-12-23 . Проверено 15 января 2020 г.

[5] «Коллаборация | АНИТА» . Проверено 15 января 2020 г.

[6] Шурлеммер, Х.; Белов, К.; Ромеро-Вольф, А.; Гарсиа-Фернандес, Д.; Бугаев В.; Виссель, ЮАР; Эллисон, П.; Альварес-Муньис, Дж.; Барвик, Юго-Запад; Битти, Джей-Джей; Бессон, ДЗ (апрель 2016 г.). «Измерения энергии и потока космических лучей сверхвысоких энергий, наблюдавшихся во время первого полета ANITA» . Астрофизика частиц . 77 : 32–43. arXiv : 1506.05396 . Бибкод : 2016APh....77...32S . doi : 10.1016/j.astropartphys.2016.01.001 . S2CID 34613649 .

[7] Горэм, PW; Людвиг, А.; Дьякону, К.; Цао, П.; Эллисон, П.; Банерджи, О.; Баттен, Л.; Бхаттачарья, Д.; Битти, Джей-Джей; Белов, К.; Биннс, WR (19 февраля 2021 г.). «Необычные окологоризонтные события, подобные космическим лучам, наблюдаемые ANITA-IV» . Письма о физических отзывах . 126 (7): 071103. arXiv : 2008.05690 . Бибкод : 2021PhRvL.126g1103G . doi : 10.1103/PhysRevLett.126.071103 . ISSN 0031-9007 . PMID 33666466 . S2CID 227141510 .

[8] Альварес-Муньис, Хайме; Карвалью, Вашингтон Р.; Пайе, Кевин; Ромеро-Вольф, Андрес; Шорлеммер, Харм; Зас, Энрике (26 января 2018 г.). «Комплексный подход к образованию тау-лептона с помощью тау-нейтрино высоких энергий, распространяющихся через Землю» . Физический обзор D . 97 (2): 023021. arXiv : 1707.00334 . Бибкод : 2018PhRvD..97b3021A . дои : 10.1103/PhysRevD.97.023021 . ISSN 2470-0010 . S2CID 102491527 .

[9] Чо, Адриан (27 сентября 2018 г.). «Странные частицы, туннелирующие сквозь Землю, могут указывать на новую физику» . Наука . дои : 10.1126/science.aav5588 . S2CID 126199611 .

[10] Горэм, PW; Роттер, Б.; Эллисон, П.; Банерджи, О.; Баттен, Л.; Битти, Джей-Джей; Бечтол, К.; Белов, К.; Бессон, ДЗ; Биннс, WR; Бугаев В.; Цао, П.; Чен, CC; Чен, Швейцария; Чен, П.; Клем, Дж. М.; Коннолли, А.; Кремонези, Л.; Дэйли, Б.; Дьякону, К.; Дауконтт, ПФ; Фокс, Б.Д.; Гордон, JWH; Хаст, К.; Хилл, Б.; Хьюз, К.; Хуанг, Джей-Джей; Хьюп, Р.; Израиль, МГ; и др. (2018). «Наблюдение необычного события, подобного космическим лучам, идущим вверх, в третьем полете АНИТА». Письма о физических отзывах . 121 (16): 161102. arXiv : 1803.05088 . Бибкод : 2018PhRvL.121p1102G . doi : 10.1103/PhysRevLett.121.161102 . ПМИД 30387639 . S2CID 53223465 .

[11] «IceCube исключает последнее объяснение аномальных нейтринных событий ANITA в рамках Стандартной модели» . 8 января 2020 г.

[:0-12] Jump up to: ^а ^б Пречелт, Реми; Виссель, Стефани; Ромеро-Вольф, Эндрю (23 июля 2021 г.). «Анализ тау-нейтринной гипотезы для окологоризонтных событий, подобных космическим лучам, наблюдаемых ANITA-IV» . Материалы 37-й Международной конференции по космическим лучам — PoS(ICRC2021) . Том. 395. SISSA Medialab. п. 1110. дои : 10.22323/1.395.1110 . S2CID 237511492 .

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]