Нейтрино-обсерваторії IceCube на Південному полюсі вперше виявляє високоенергетичні нейтрино, які прибули з відкритого космосу
Величезний нейтрино-телескоп IceCube, що розташовується в товщі антарктичних льодів поблизу Південного полюса, виявив 28 випадків проходження вкрай високоенергетичних невловимих частинок нейтрино, які могли народитися тільки в глибинах космосу. Більшість "спійманих" частинок нейтрино мали енергію близько 30 Тев, але дві з них мали енергію, що перевищує 1 Пев (ПетаЭлектронВольт), що в тисячі разів перевищує енергетичний рівень самих високоенергетичних нейтрино, штучно вироблених в надрах найпотужніших прискорювачів частинок.
Обсерваторії IceCube складається з 5 тисяч цифрових оптичних датчиків, пов'язаних між собою та з головним комп'ютером, рівномірно розподілених в об'ємі одного кубічного кілометра льоду неподалік від Південного полюса нашої планети. Ці чувствительнейшие фотодатчики вловлюють слабкі спалахи синього світла, які виникають, коли нейтрино зіштовхується з молекулою води, з яких і складається весь лід. По силі спалахи, за напрямом поширення фотонів світла і по іншим явищам можна судити про деякі характеристики загадкових частинок нейтрино, які не можна виміряти ніякими іншими доступними способами.
Нейтрино-обсерваторії IceCube знаходиться у введенні міжнародного співтовариства, яке очолює центр Wisconsin IceCube Particle Astrophysics Center (WIPAC) університету Вісконсіна-Мадисона (University of Wisconsin-Madison). А про виявлення та ідентифікації космічних нейтрино було оголошено на симпозіумі IceCube Particle Astrophysics Symposium, який відбувся 14 травня 2013 року.
"Вперше в історії науки ми побачили частинки нейтрино з настільки високою енергією, що вони просто не можуть мати штучне походження або народитися в результаті будь-яких процесів, що відбуваються на Землі," - розповідає Френсіс Хэлзен (Francis Halzen), один із керівників програми IceCube.
Оскільки частинки нейтрино вкрай рідко взаємодіють з матерією і не схильні до дії сил гравітації, вони можуть нести з собою неспотворену інформацію про високоенергетичних явища та події, що сталися в самих далеких куточках Всесвіту. Інформація, що переноситься частинками нейтрино, може стати тим, що відкриє нову галузь астрономії, яка дозволить людям глибше проникнути в таємниці космосу і Всесвіту. Для цього людям треба тільки навчитися отримувати і користуватися цією інформацією.
Незважаючи на те, що через Землю в секунду проходять мільярди частинок нейтрино, велика частина з них народжується в атмосфері нашої планети або на Сонці, маючи при цьому досить низький енергетичний рівень. Набагато більш рідкісний вид високоенергетичних нейтрино може з'явитися тільки в результаті деяких космічних подій і явищ, в яких задіяні величезні кількості енергії, такі як вибухи гамма-променів, чорні діри, процеси народження нових зірок. Під час таких подій і явищ створюються потоки найпотужніших космічних променів, що містять і нейтрино, енергія яких може досягати рівня тисяч Пев. Саме виявлення таких нейтрино, народжених в глибинах космосу, і створювалася обсерваторії IceCube.
"Властивості високоенергетичних нейтрино відрізняються від властивостей нейтрино, народжених в атмосфері Землі або штучних джерелах. Але ці властивості майже точно збігаються з тими властивостями, які мають у теорії володіти нейтрино, що прибули від найпотужнішого джерела астрофізичної природи".
На жаль, по 28 випадків реєстрації високоенергетичних нейтрино неможливо визначити навіть приблизно джерела їх походження. Але вчені, які працюють в рамках програми IceCube, сподіваються на те, що подальші удосконалення обладнання обсерваторії і накопичуються ними статистичні дані дозволять їм це зробити в майбутньому.