Z komunikatu prasowego NRAO:
Próbując wykryć tajemnicze, bardzo wysokoenergetyczne neutrina z odległych rejonów kosmosu, zespół astronomów wykorzystał Księżyc jako część innowacyjnego systemu teleskopów do wyszukiwania. Ich praca dała nowy wgląd w możliwe pochodzenie nieuchwytnych cząstek subatomowych i wskazuje drogę do otwarcia nowego spojrzenia na Wszechświat w przyszłości.
Zespół użył specjalnego sprzętu elektronicznego dostarczonego do radioteleskopu Very Large Array (VLA) National Science Foundation i wykorzystał nowe, bardziej czułe odbiorniki radiowe zainstalowane w ramach projektu Expanded VLA (EVLA). Przed obserwacjami przetestowali swój system, latając małym, specjalistycznym nadajnikiem nad VLA w balonie helowym.
W ciągu 200 godzin obserwacji Ted Jaeger z University of Iowa i Naval Research Laboratory oraz Robert Mutel i Kenneth Gayley z University of Iowa nie wykryli żadnego poszukiwanego neutrina o ultra wysokiej energii. Ten brak wykrywania nałożył nowy limit na ilość takich cząstek przybywających z kosmosu i podał w wątpliwość niektóre teoretyczne modele produkcji tych neutrin.
Neutrina to szybko poruszające się cząsteczki subatomowe bez ładunku elektrycznego, które łatwo przechodzą bez przeszkód przez zwykłą materię. Choć obfite we Wszechświecie, są niezwykle trudne do wykrycia. Eksperymenty w zakresie wykrywania neutrin ze Słońca i eksplozji supernowych wykorzystały duże objętości materiału, takiego jak woda lub chlor, aby uchwycić rzadkie interakcje cząstek ze zwykłą materią.
Zakłada się, że poszukiwane przez astronomów neutrina o ultra wysokiej energii są wytwarzane przez energetyczne jądra odległych galaktyk zasilane czarnymi dziurami; masywne wybuchy gwiazd; anihilacja ciemnej materii; cząstki promienia kosmicznego oddziałujące z fotonami kosmicznego mikrofalowego tła; łzy w materiale czasoprzestrzennym; oraz zderzenia neutrin o bardzo wysokiej energii z neutrinami o niższej energii pozostałymi po Wielkim Wybuchu.
Teleskopy radiowe nie mogą wykryć neutrin, ale naukowcy wskazali zestawy anten VLA wokół krawędzi Księżyca w nadziei, że zobaczą krótkie rozbłyski fal radiowych, gdy poszukiwane neutrina przeszły przez Księżyc i oddziaływały z materiałem księżycowym. Obliczono, że takie interakcje powinny wysłać impulsy radiowe w kierunku Ziemi. Technikę tę zastosowano po raz pierwszy w 1995 r. I od tego czasu stosowano kilka razy, bez wykrycia żadnych wykrytych przypadków. Najnowsze obserwacje VLA są najbardziej wrażliwe jak dotąd.
„Nasze obserwacje wyznaczyły nowy górny limit - najniższy jak dotąd - dla ilości poszukiwanego rodzaju neutrin”, powiedział Mutel. „Limit ten eliminuje niektóre modele, które proponowały wybuchy tych neutrin pochodzących z halo Galaktyki Mlecznej Drogi” - dodał. Naukowcy stwierdzili, że testowanie innych modeli będzie wymagało obserwacji z większą czułością.
„Niektóre techniki, które opracowaliśmy dla tych obserwacji, można dostosować do nowej generacji radioteleskopów i pomóc później w bardziej czułych poszukiwaniach” - powiedział Mutel. „Kiedy rozwiniemy umiejętność wykrywania tych cząstek, otworzymy nowe okno do obserwacji Wszechświata i lepszego zrozumienia podstawowej astrofizyki” - powiedział.
Naukowcy opisali swoją pracę w grudniowym wydaniu czasopisma Astroparticle Physics.
Źródło: NRAO
