Р. Д. Дагкесаманский Пущинская радиоастрономическая обсерватория АКЦ ФИАН Развитие радиометодов детектирования нейтрино сверхвысоких энергий

The ExaVolt Antenna: A Large-Aperture, Balloon-embedded Antenna for Ultra-high Energy Particle Detection, P. W. Gorham et.al., arXiv: В настоящую эпоху (z=0) длина свободного пробега КЛ с энергиями выше GZK- предела оценивается в Мпк. Но информация об источниках таких КЛ и о характере эволюции этих источников с красным смещением Z кроется в данных о космогенных или BZ-нейтрино, направление прихода которых с высокой степенью точности совпадает с направлением на источник КЛ. Очевидно, что важность исследований нейтрино сверхвысоких энергий трудно переоценить.

Активные ядра галактик несомненно являются источником космических нейтрино высоких энергий

Источники Двойные Спиральные галактики Взрывы сверхновых Остатки сверхновых Микроквазары 1-10 МэВ Активные ядра галактик Гамма-всплески GZK-нейтрино Магнитары, Нейтрионные звезды Top-down: Распад массивныхX частиц Топологические дефекты: Космические струны Сверхпроводящие струны Магнитные монополи Космические петли Z-вспышки > ТэВ Bottom-up: Распад или аннигиляция ускорение

Аннигиляция EHECνs на реликтовых нейтрино обеспечит возможность определить CνB.

Уточнение спектра космических лучей за пределом GZK определит поток CνB, а возможно, и массу нейтрино.

Coherent Radio Emission from Cosmic Showers in Air and in Dense Media, Askar'yan, G. A., Soviet Physics JETP, Vol. 21, p.658, 1965 Было предсказано в 1965 Гургеном Аскаряном Длина затухания на 1 ГГц в лунном реголите - 18 m льду - 1 km + e - at + e- e + + e - at e + + e - e - + e - at e - + e - e + + e - at + Длина ливня ~ 1.5 м Поперечный размер ливня~ 10 см Когерентность до ~3 ГГц Размер ливня~ 2-6 нс Эффект Аскаряна

Askaryans conclusions were confirmed later in excellent SLAC and AWA experiments (P.Gorham, D.Saltzberg, et al.,2000 and other papers)

Первая попытка создать детектор нейтрино СВЭ, основанный на эффекте Аскарьяна – это эксперимент RAMAND

1.В процессе работы над проектом RAMAND И.М.Железных высказал идею использовать в качестве мишени Луну. Это былл шаг вперед в борьбе за большие объемы мишени. 2.Первые оценки и выводы: большие наземные радиотелескопы способны зарегистрировать всплески черенковского излучения от Луны, если энергия первичной частицы ~ эВ и более. 3.Проблема выделения редких событий на фоне шумов и помех ( характерные особенности самих всплесков и дисперсионная задержка в ионосфере ). 4.Возможность регистрации одного и того же всплеска радиотелескопами различных обсерваторий. 5.Необходимость системы быстрой регистрации. 6.Эксперимент в Парксе (R.Ekers, N.Henkins, J.OSullivan, MNRAS,1996). 7.RADHEP-2000 и работы Г.А.Аскарьяна.

Первые эксперименты: 64-метровый радиотелескоп обсерватории Паркс, Австралия (R.Ekers, T.Hankins, OSullivan, MNRAS, 1996) 70-метровый радиотелескоп ЦДКС НАСА в Голдстоуне (P.Gorham, et al., 2000) 64-метровый радиотелескоп ОКБ МЭИ в районе г.Калязин (АЖ, 2005)

Для нейтрино с энергиями выше эВ Луна уже непрозрачна. Поэтому интересующие нас всплески можно ожидать только с периферии лунного диска. Положение луча антенны при наблюдениях в Калязине изображено на рисунке справа. Верхние пределы по экспериментам GLUE и Kalyazin (2007) в сравнении с другими планировавшимися экспериментами – справа внизу. Эксперименты, ориентированные на наблюдения в метровом диапазоне способны регистрировать только на 2-3 порядка более энергичные нейтрино, хотя и устанавливают более жесткие ограничения на поток таких частиц.

ANITA SalSa ARIANNA RICE ARA Simulation of the Event Reconstruction of Ultra High Energy Cosmic Neutrinos with Askaryan Radio Array, Shang-Yu Sun, Pisin Chen and Melin Huang, 2010, arXiv: Radio Detection of GZK Neutrinos - AURA status and plans, H. Landsman etc, Proceedings of the 30th International Cosmic Ray Conference, Vol. 4, p827–830 Cosmic rays are protons Эксперименты

Askaryan Radio Array Collaboration & scientists from: IceCube PAO ANITA RICE AMANDA ARIANNA ARA Antarctic Ross Ice shelf Antenna Neutrino Array

В феврале 2011 г. в Astro-ph появилась статья The ExaVolt Antenna: A Large-Aperture, Balloon-embedded Antenna for Ultra-high Energy Particle Detection, P. W. Gorham et.al., arXiv: Этот новый проект может оказаться весьма перспективным, поскольку претендует на реализацию чувствительности на 2 порядка более высокой по сравнению с экспериментом ANITA. Если авторам этого оригинального предложения действительно удастся решить сложную конструкторскую задачу и еще более сложную - финансовую, то это будет большой шаг вперед и для нейтрино с энергиями порядка эВ и даже выше.

GLINT NuMoon GMRT RESUN Kalyazin 2005 GLUE 2004 Parkes 2007 LOFAR LunaSKA (ATCA) SKA Эксперименты по регистрации всплесков от Луны

Наиболее перспективные новые проекты: ARA (Askaryan Radio Array) : апертура 80 км 2, в 100 раз чувствительнее, чем ANITA EVA (ExaVolt Antenna): SKA (Square Kilometer Array): А эфф = 1 млн. м 2, хорошо формируемая многолучевая диаграмма направленности LORD (Lunar Orbital Radio Detector): близкое расположение детектора к мишени.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ