IceCube зареєстрував нейтрино з рекордною енергією

Експеримент IceCube, що проходить на Південному полюсі, виявив найбільш високоенергетичне нейтрино за всю історію спостережень. Його енергія склала більше двох петаелектронвольт, що в мільйони разів перевищує середню енергію сонячних нейтрино. Про знахідку повідомляє журнал Symmetry, присвячений фізиці елементарних частинок, на основі доповіді наукової групи на конференції ICRC 2015.

Фізики знаходять частинки за непрямими свідченнями: при попаданні в детектор, нейтрино стикається з атомом кисню і породжує зливи частинок, видимих у вигляді плям, що світяться. Це світіння являє собою черенківське випромінювання - воно виникає при русі частинки зі швидкістю, що перевищує швидкість світла в даному середовищі. Аналізуючи світіння вчені визначають енергію частинок, що викликають його, а на їх основі - енергію нейтрино. Крім того, знаючи якого типу утворилася частинка, фізики можуть визначити й іншу важливу характеристику нейтрино - його флейвор або аромат.

У події 11 червня 2014 року при зіткненні утворився мюон, важкий аналог електрону, а значить у момент взаємодії з детектором нейтрино породила його була мюонною. В експерименті була визначена енергія, що виділилася в результаті події. Вона склала 2,6 +/- 0,3 петаелектронвольта (10¹⁵ електронвольт), проте не вся енергія була врахована детектором. За словами вчених, енергія нейтрино, що породив його, приблизно втричі більша - від п'яти до десяти петаелектронвольт.

Фізикам вдалося досить точно встановити напрямок, звідки прилетіло нейтрино. Похибка виміру склала при цьому менше одного градуса дуги. Однак встановити джерело частинки не вдалося - за даними обсерваторії HAWC в тій області неба не було помічено інтенсивних гамма-сплесків.

IceCube являє собою блок льоду, об'ємом понад кубічний кілометр, розташований під станцією Амундсена-Скотта. Усередині цього блоку протягнуто 86 гірлянд з високочутливими фотодетекторами, що реєструють блакитні спалахи черенківського випромінювання. Вони знаходяться на глибині від півтора до двох з половиною кілометрів.

Всього було зареєстровано чотири частинки з енергіями порядку петаелектронвольт. За традицією, фізики колаборації дають таким високоенергетичним подіям імена персонажів «Вулиці Сезам». Так, першим двом частинкам, виявленим ще в 2013 році, дали імена Берта і Едді. Про виявлення наступного рекордсмена, Великої Птиці, IceCube повідомив у квітні 2014 року.

За словами Френсіса Халзена, глави експерименту, тепер даних так багато, що присвоювати імена кожній частинці вже не вдається. "Ми перебуваємо в щасливій ситуації, коли Маппетов не вистачає. У нас закінчилися Маппети "- говорить він. Тому ім'я нового сусіда Берта, Едді і Великого Птаха поки залишається невідомим.