Ученые объяснили, как антарктический лед помогает ловить «частицы-призраки»

Нейтрино способны проходить через материю практически без задержек. Однако те редкие случаи, когда эти частицы всё же вступают во взаимодействие со льдом, дают возможность изучать удалённые космические объекты. О том, как организованы подобные наблюдения, рассказал Джордж Фуллер — физик из Калифорнийского университета в Сан-Диего. Информацию об этом публикует портал UC San Diego Today.

Электрический заряд у нейтрино отсутствует, а масса их крайне мала. Остановить и зафиксировать такие частицы непросто из-за их слабого взаимодействия с материей. Вместе с тем они способны выходить из плотных областей, окружающих умирающие звёзды и прочие экстремальные объекты, и тем самым доставлять сведения о процессах, которые обычными телескопами увидеть трудно.

Для поиска подобных частиц обсерватория IceCube задействует примерно кубический километр антарктического льда. Внутри этого объёма развёрнута сеть приборов, чувствительных к свету. Благодаря прозрачности глубинного льда удаётся регистрировать слабые вспышки, которые возникают, когда сквозь него идут вторичные заряженные частицы.

При взаимодействии нейтрино с веществом может, к примеру, родиться мюон. Если мюон движется быстрее света именно в данной среде, он испускает черенковское излучение. Опираясь на полученный сигнал, исследователи определяют энергию первичного нейтрино, а также направление, откуда оно пришло.

Наибольший интерес вызывают редкие космические нейтрино высоких энергий. Фуллер отмечает: у частиц, которые зафиксировал IceCube, энергия примерно в 10 млрд раз больше, чем у типичного солнечного нейтрино. Откуда они берутся и какие механизмы их ускоряют — это по-прежнему вопросы, требующие изучения.