Самый чувствительный телескоп не смог поймать нейтрино

Стремясь обнаружить высокоэнергетические нейтрино из далеких областей пространства, команда астрономов задействовала Луну. Результаты этой работы дают новый взгляд на происхождение неуловимых субатомных частиц и возможные способы исследования Вселенной.

Команда ученых использовала специальное электронное оборудование и радиотелескоп Very Large Array (VLA) с набором чувствительных радиоприемников. Предварительно новая система наблюдения тестировалась с помощью небольших специальных передатчиков, установленных на гелиевые воздушные шары, запущенные над VLA.

Однако, несмотря на все тщательные приготовления и большие возможности аппаратуры, более 200 часов наблюдений не принесли желаемых результатов – астрономы не обнаружили высокоэнергетические нейтрино. Их отсутствие определяет новый уровень потенциального количества таких частиц, прилетающих на Землю, и ставит под сомнение некоторые теоретические модели образования этих нейтрино.

Нейтрино - субатомные частицы, не имеющие электрического заряда. Они беспрепятственно проходят сквозь обычную материю. Вселенная изобилует нейтрино, однако их очень сложно обнаружить. В экспериментах по обнаружению нейтрино, произведенных Солнцем и взрывами сверхновых, используются большие объемы материалов, таких как вода или хлор, для выявления редкого взаимодействия частиц с обычным веществом.

Высокоэнергетические нейтрино, по гипотезам астрономов, образуются черными дырами в ядрах далеких галактик, мощными взрывами звезд, в процессе уничтожения темной материи, взаимодействия космических лучей с фотонами реликтового излучения, при разрывах в ткани пространства-времени и столкновении высокоэнергетических нейтрино с низкоэнергетическими нейтрино, оставшимися от Большого взрыва.

Радиотелескопы не могут обнаружить нейтрино непосредственно, поэтому ученые навели набор антенн VLA на края лунного диска в надежде увидеть всплески радиоволн, излучаемых при взаимодействии нейтрино с лунным веществом. Этот метод впервые был использован в 1995 году и опыт повторяли несколько раз, однако безрезультатно. На наблюдения с помощью VLA возлагали большие надежды, поскольку это самый чувствительный инструмент из имеющихся в распоряжении астрономов.

"Наши наблюдения устанавливают новое возможное количество нейтрино, - объясняет астроном Роберт Мьютл (Robert Mutel). - Это ограничение количества исключает некоторые модели образования высокоэнергетических нейтрино, приходящих из гало Млечного Пути. Для проверки других моделей требуются наблюдения с еще большей чувствительностью. Некоторые методы, которые мы разработали для этих наблюдений, могут быть адаптированы к следующему поколению радиотелескопов. Они помогут начать новые поиски. Когда мы сможем обнаруживать эти частицы, мы откроем новое окно для наблюдения за Вселенной и совершим настоящий рывок в нашем понимании основ астрофизики".