«Эра астрономии нейтрино началась», сказал Салливан, поскольку Сотрудничество IceCube объявило о наблюдении за 28 очень высокоэнергетическими событиями частицы, которые составляют первые убедительные доказательства для астрофизических нейтрино из космических источников.Изучая нейтрино, которые обнаруживает IceCube, ученые могут узнать о природе астрофизических явлений, происходящих миллионы, или даже миллиарды световых годов от Земли, сказал Салливан. «Источники нейтрино и вопрос того, что могло ускорить эти частицы, были тайной больше 100 лет. Теперь у нас есть инструмент, который может обнаружить астрофизические нейтрино. Это работает красиво, и мы ожидаем, что он будет бежать в течение еще 20 лет».
Отчет сотрудничества о первых космических отчетах нейтрино из Обсерватории Нейтрино IceCube, собранной из инструментов, включенных в один кубический километр льда в Южном полюсе, был опубликован 22 ноября в журнале Science.«Это – первый признак очень высокоэнергетических нейтрино, приходящих не из нашей солнечной системы», сказал профессор Физики Висконсинского университета в Мадисоне Фрэнсис Хэлзен, научный руководитель IceCube. «Приятно наконец видеть то, что мы искали. Это – рассвет нового века астрономии».
«Нейтрино – один из основных стандартных блоков нашей вселенной», сказала Адъюнкт-профессор Физики UMD Кара Хоффман, член команды IceCube. Миллиарды из них проходят через наши тела, незамеченные каждую секунду. Эти чрезвычайно высокоэнергетические частицы поддерживают свою скорость и направление, незатронутое магнитными полями. Подавляющее большинство нейтрино происходит или на солнце или в собственной атмосфере Земли.
Намного более редкий астрофизические нейтрино, которые прибывают из внешних пределов нашей галактики или вне.Происхождение и причина астрофизических нейтрино неизвестны, хотя гамма-луч разрывается, активные галактические ядра и черные дыры – потенциальные источники. Лучше понимание этих нейтрино критически важно в физике элементарных частиц, астрофизике и астрономии, и ученые работали больше 50 лет, чтобы проектировать и построить высокоэнергетический датчик нейтрино этого типа.
IceCube был разработан, чтобы достигнуть двух главных научных голов: измерьте поток или уровень, высокоэнергетических нейтрино и попытайтесь определить некоторые их источники. Обсерватория нейтрино была построена и управляется международным сотрудничеством больше чем 250 физиков и инженеров.
Физики UMD были ключевыми сотрудниками на IceCube с 2002, когда его уникальный дизайн был разработан, и строительство началось.IceCube составлен из 5 160 цифровых оптических модулей, приостановленных вдоль 86 последовательностей, включенных в лед ниже Южного полюса. Поддержанная национальным научным фондом обсерватория обнаруживает нейтрино через крошечные вспышки синего света, названного Излучением Черенкова, произведенным, когда нейтрино взаимодействуют во льду. Компьютеры в лаборатории IceCube собирают почти оперативные данные от оптических датчиков и посылают информацию об интересных событиях на север через спутник.
Команда UMD проектировала систему сбора данных и большую часть аналитического программного обеспечения IceCube. Строительство заняло почти десятилетие, и законченный датчик начал собирать данные в мае 2011.
«IceCube – замечательный и уникальный астрофизический телескоп – он развернут глубоко в Антарктическом льду, но просматривает всю Вселенную, обнаруживая нейтрино, проникающие через Землю с северных небес, а также со всех южных небес», сказал Владимир Папиташвили из Подразделения Национального научного фонда (NSF) Полярных Программ.В апреле 2012 IceCube обнаружил два высокоэнергетических события выше 1 petaelectronvolt (PeV), Берта по прозвищу и Эрни, первых астрофизических нейтрино, окончательно зарегистрированных земным датчиком. После того, как Берт и Эрни были обнаружены, команда IceCube искала их отчеты с мая 2010 до мая 2012 событий, которые упали немного ниже энергетического уровня их оригинального поиска.
Они обнаружили еще 26 высокоэнергетических событий, все на уровнях 30 teraelectronvolts (TeV) или выше, показательный из астрофизических нейтрино. Предварительные результаты этого анализа были представлены 15 мая на Симпозиуме Астрофизики Частицы IceCube в Висконсинском университете в Мадисоне. Анализ, представленный в Науке, показывает высоко статистически значительный сигнал (больше чем 4 сигмы), представляя убедительные свидетельства, что IceCube успешно обнаружил высокоэнергетические внеземные нейтрино, сказал Салливан UMD.Так как астрофизические нейтрино перемещаются в прямые линии, беспрепятственные внешними силами, они могут действовать как указатели на место в галактике, где они произошли.
Эти 28 событий, зарегистрированных до сих пор, являются лишь немногими, чтобы указать на любое местоположение, сказал Салливан. За ближайшие годы будет смотреть команда IceCube, «как ожидание фотографии с большой выдержкой», поскольку больше измерений заполняет картину, которая может показать исходную точку этих интригующих явлений.Новые системы обнаружения для астрофизических нейтрино находятся также в работах. Хоффман ведет развитие Радио-Множества Askaryan, телескоп нейтрино, который использует радиочастоту, которая передает лучше всего через очень холодный лед, чтобы обнаружить частицы.
Планы идут полным ходом для 37 групп недр радио-антеннОбсерватория Нейтрино IceCube была построена под NSF Крупный Строительный грант Оборудования и технических средств Исследования с помощью со стороны агентств по финансированию партнера во всем мире. Подразделение NSF Полярных Программ и Подразделение Физики продолжают поддерживать проект с Обслуживанием и Операционным грантом, наряду с международной поддержкой со стороны участвующих институтов и их агентств по финансированию.
Среди факторов UMD сотрудничества IceCube Салливан и Хоффман; способность UMD и сотрудники Эрик Блофасс, Джон Фелд, Хенрике Висзинг, Алекс Оливас, Дональд Ла Дие и Торстен Шмидт; и аспиранты Элим Чжан, Роберт Хеллоер, Райан Мону и Майкл Ричмен.