Ученые IceCube зафиксировали новые данные о «призрачных частицах» из глубокого космоса

На 60-й международной конференции Rencontres de Moriond, которая считается одним из важнейших событий для научного сообщества в области физики высоких энергий, эксперты нейтринной обсерватории IceCube представили прорывные результаты. В центре внимания оказались запуск расширенной конфигурации детекторов IceCube Upgrade, а также стратегические планы по созданию обсерватории нового поколения — IceCube-Gen2.

Уникальная обсерватория, расположенная в антарктических льдах, является фундаментальным инструментом многоканальной астрономии. Она открывает «окно» в самые экстремальные уголки Вселенной: окрестности сверхмассивных чёрных дыр и активные ядра галактик, где формируются мощнейшие потоки частиц. Благодаря своей способности беспрепятственно преодолевать плотные космические преграды, нейтрино позволяют ученым изучать объекты, абсолютно скрытые от классических оптических и рентгеновских телескопов.

Знаковым достижением стало окончательное признание галактики NGC 1068 первым подтвержденным постоянным источником нейтринного излучения. Регистрация стабильного потока частиц от данного объекта доказывает, что нейтрино способны «пробиваться» сквозь плотные пылевые облака, которые полностью экранируют фотоны. Это дает ученым принципиально новый инструментарий для анализа механизмов ускорения адронов в активных галактических ядрах.

Параллельно специалисты исследуют ароматовую структуру потоков нейтрино. Согласно предсказаниям Стандартной модели, на огромных космологических расстояниях должно соблюдаться соотношение 1:1:1. Тщательный анализ этих пропорций открывает путь к тестированию физических теорий на экстремальных масштабах и позволяет искать признаки «Новой физики», выходящей за рамки общепринятой парадигмы.

Обсерватория также вносит значимый вклад в разгадку тайны тёмной материи. В частности, ведется поиск следов аннигиляции вимпов (WIMPs) — гипотетических частиц, составляющих тёмную материю, — в ядре Солнца. Сопоставление этих сигналов с данными других экспериментов помогает точнее определить сечение взаимодействия тёмной материи с барионным веществом. Важной частью этой работы является фильтрация атмосферных нейтрино, изучение которых, впрочем, также обогащает наши знания о процессах квантовой хромодинамики.

Обновление IceCube Upgrade имеет критическое значение для будущих открытий. Его основная задача — радикальное повышение чувствительности к частицам низких энергий. Это крайне важно, так как теоретические модели аннигиляции вимпов указывают на то, что «сигнальные» нейтрино будут рождаться именно в этом низкоэнергетическом диапазоне. Кроме того, высокотехнологичное оборудование позволит существенно улучшить точность калибровки, минимизируя погрешности в измерениях.

В долгосрочной перспективе эти наработки станут фундаментом для проекта IceCube-Gen2. Десятикратное увеличение объема детектирующей среды позволит астрофизикам фиксировать нейтринные события с беспрецедентной скоростью, открывая новые горизонты в понимании фундаментального устройства Вселенной.

Источник: iXBT