Eksperyment Radia Lodowego Czerenkowa

Radio Ice Cherenkov Experiment ( RICE ) był eksperymentem mającym na celu wykrycie emisji Czerenkowa w reżimie radiowym widma elektromagnetycznego z oddziaływania neutrin wysokoenergetycznych (powyżej 1 P eV , tzw. neutrin ultrawysokoenergetycznych UHE) z Czapa lodowa Antarktydy (cząsteczki lodu). Celem tego eksperymentu jest określenie potencjału techniki radiodetekcji do pomiaru strumienia neutrin kosmicznych o wysokiej energii , określając źródła tego strumienia i mierząc przekroje poprzeczne neutrin- nukleonów przy energiach wyższych niż dostępne dla istniejących akceleratorów . Taki eksperyment ma również czułość na neutrina z rozbłysków promieniowania gamma , jak również silnie jonizujące naładowane cząstki (np. monopole) przemierzające pokrywę lodową Antarktydy.

Eksperyment funkcjonował w latach 1999-2012 (prototypy przed 1999, zbieranie danych 1999-2010). Odbiorniki radiowe eksperymentu znajdowały się na głębokości 100–350 metrów pod pokrywą lodową, bezpośrednio pod Martina A. Pomerantza (MAPO) na stacji na biegunie południowym . W budynku MAPO mieścił się sprzęt do eksperymentu. Otwory, w których znajdowały się odbiorniki radiowe, były wiercone głównie na potrzeby eksperymentów AMANDA , a później (AMANDA została zamknięta w 2009 r.) IceCube ; RICE wykorzystał otwory jako dodatkowy eksperyment.

Działanie eksperymentalne i wyniki

australijskiego lata 1995–96 pomyślnie zainstalowano dwie anteny . W sezonie 1996–97 prototypowy układ trzech anten został rozmieszczony w odwiertach (AMANDA) na głębokościach od 140 do 210 metrów. Prototyp ten zademonstrował możliwość pomyślnego rozmieszczenia odbiorników i nadajników oraz umożliwił oszacowanie temperatury hałasu w głębokim lodzie. Kilka kolejnych odbiorników i nadajników zostało rozmieszczonych w trzech nowych otworach AMANDA w sezonie 1997–1998, w dedykowanych (specjalnie wywierconych dla RICE) płytkich „suchych” otworach w sezonie 1998–99 i wreszcie w kilku otworach AMANDA wywierconych w latach 1999– sezon 2000. Pięć lat zbierania danych (dwa lata życia) zaowocowało najbardziej rygorystycznymi górnymi granicami strumienia neutrin w przedziale 50 PeV – 1 Ee V, a także wyniki dotyczące odstępstw od przekrojów poprzecznych Modelu Standardowego i poszukiwania koincydencji rozbłysków gamma. Obecnie sprzęt RICE jest modyfikowany do użytku w otworach wiertniczych IceCube wierconych w latach 2006-2010.

W latach 2008-2009 eksperyment RICE został rozszerzony o eksperyment Neutrino Array Radio Calibration ( NARC ). Kontynuowany eksperyment jest znany jako RICE/NARC lub po prostu RICE.

W 2012 roku opublikowano wyniki pełnego zestawu danych (zebranego w latach 2000-2010) RICE (RICE/NARC), a eksperyment RICE (RICE/NARC) został opisany jako „obecnie na końcu zbierania użytecznych danych”. Nie wykryto neutrin o ultrawysokiej energii (UHE); jest to zgodne z teoretycznymi oczekiwaniami.

Radiowa technika Czerenkowa wykrywania neutrin jest kontynuowana przez następny eksperyment RICE, Askaryan Radio Array (ARA), do którego przeniesiono sprzęt RICE (i niektórych badaczy). ARA jest również rozmieszczona pod lodem na stacji South Pole. Pierwszy prototyp ARA został przetestowany na biegunie południowym latem 2010-2011 na Antarktydzie.

Zobacz też

Teleskop neutrinowy

^ Krawczenko, I.; Hussain S.; Seckel, D.; Besson, D.; Fensholt, E.; Ralston, J.; Taylor, J.; Ratzlaff, K.; Młody, R. (2012). „Zaktualizowane wyniki eksperymentu RICE i przyszłe perspektywy wykrywania neutrin o ultrawysokiej energii na biegunie południowym”. Przegląd fizyczny D. 85 (6): 062004. arXiv : 1106.1164 . Bibcode : 2012PhRvD..85f2004K . doi : 10.1103/PhysRevD.85.062004 .
^ Krawczenko, Ilja (2012). „Stan RICE i przygotowania do eksperymentu z neutrinami radiowymi nowej generacji na Antarktydzie”. Instrumenty i metody jądrowe w badaniach fizyki Sekcja A: Akceleratory, spektrometry, detektory i sprzęt towarzyszący . 692 : 233–235. Bibcode : 2012NIMPA.692..233K . doi : 10.1016/j.nima.2012.01.032 .
^ Krawczenko, Ilja (2012). „Stan RICE i przygotowania do eksperymentu z neutrinami radiowymi nowej generacji na Antarktydzie”. Instrumenty i metody jądrowe w badaniach fizyki Sekcja A: Akceleratory, spektrometry, detektory i sprzęt towarzyszący . 692 : 233–235. Bibcode : 2012NIMPA.692..233K . doi : 10.1016/j.nima.2012.01.032 .
^ Krawczenko, I.; Hussain S.; Seckel, D.; Besson, D.; Fensholt, E.; Ralston, J.; Taylor, J.; Ratzlaff, K.; Młody, R. (2012). „Zaktualizowane wyniki eksperymentu RICE i przyszłe perspektywy wykrywania neutrin o ultrawysokiej energii na biegunie południowym”. Przegląd fizyczny D. 85 (6): 062004. arXiv : 1106.1164 . Bibcode : 2012PhRvD..85f2004K . doi : 10.1103/PhysRevD.85.062004 .
^ Krawczenko, I.; Hussain S.; Seckel, D.; Besson, D.; Fensholt, E.; Ralston, J.; Taylor, J.; Ratzlaff, K.; Młody, R. (2012). „Zaktualizowane wyniki eksperymentu RICE i przyszłe perspektywy wykrywania neutrin o ultrawysokiej energii na biegunie południowym”. Przegląd fizyczny D. 85 (6): 062004. arXiv : 1106.1164 . Bibcode : 2012PhRvD..85f2004K . doi : 10.1103/PhysRevD.85.062004 .
^ Krawczenko, Ilja (2012). „Stan RICE i przygotowania do eksperymentu z neutrinami radiowymi nowej generacji na Antarktydzie”. Instrumenty i metody jądrowe w badaniach fizyki Sekcja A: Akceleratory, spektrometry, detektory i sprzęt towarzyszący . 692 : 233–235. Bibcode : 2012NIMPA.692..233K . doi : 10.1016/j.nima.2012.01.032 .
^ Krawczenko, I.; Hussain S.; Seckel, D.; Besson, D.; Fensholt, E.; Ralston, J.; Taylor, J.; Ratzlaff, K.; Młody, R. (2012). „Zaktualizowane wyniki eksperymentu RICE i przyszłe perspektywy wykrywania neutrin o ultrawysokiej energii na biegunie południowym”. Przegląd fizyczny D. 85 (6): 062004. arXiv : 1106.1164 . Bibcode : 2012PhRvD..85f2004K . doi : 10.1103/PhysRevD.85.062004 .

Linki zewnętrzne

[1] Krawczenko, I.; Hussain S.; Seckel, D.; Besson, D.; Fensholt, E.; Ralston, J.; Taylor, J.; Ratzlaff, K.; Młody, R. (2012). „Zaktualizowane wyniki eksperymentu RICE i przyszłe perspektywy wykrywania neutrin o ultrawysokiej energii na biegunie południowym”. Przegląd fizyczny D. 85 (6): 062004. arXiv : 1106.1164 . Bibcode : 2012PhRvD..85f2004K . doi : 10.1103/PhysRevD.85.062004 .

[2] Krawczenko, Ilja (2012). „Stan RICE i przygotowania do eksperymentu z neutrinami radiowymi nowej generacji na Antarktydzie”. Instrumenty i metody jądrowe w badaniach fizyki Sekcja A: Akceleratory, spektrometry, detektory i sprzęt towarzyszący . 692 : 233–235. Bibcode : 2012NIMPA.692..233K . doi : 10.1016/j.nima.2012.01.032 .

[3] Krawczenko, Ilja (2012). „Stan RICE i przygotowania do eksperymentu z neutrinami radiowymi nowej generacji na Antarktydzie”. Instrumenty i metody jądrowe w badaniach fizyki Sekcja A: Akceleratory, spektrometry, detektory i sprzęt towarzyszący . 692 : 233–235. Bibcode : 2012NIMPA.692..233K . doi : 10.1016/j.nima.2012.01.032 .

[4] Krawczenko, I.; Hussain S.; Seckel, D.; Besson, D.; Fensholt, E.; Ralston, J.; Taylor, J.; Ratzlaff, K.; Młody, R. (2012). „Zaktualizowane wyniki eksperymentu RICE i przyszłe perspektywy wykrywania neutrin o ultrawysokiej energii na biegunie południowym”. Przegląd fizyczny D. 85 (6): 062004. arXiv : 1106.1164 . Bibcode : 2012PhRvD..85f2004K . doi : 10.1103/PhysRevD.85.062004 .

[5] Krawczenko, I.; Hussain S.; Seckel, D.; Besson, D.; Fensholt, E.; Ralston, J.; Taylor, J.; Ratzlaff, K.; Młody, R. (2012). „Zaktualizowane wyniki eksperymentu RICE i przyszłe perspektywy wykrywania neutrin o ultrawysokiej energii na biegunie południowym”. Przegląd fizyczny D. 85 (6): 062004. arXiv : 1106.1164 . Bibcode : 2012PhRvD..85f2004K . doi : 10.1103/PhysRevD.85.062004 .

[6] Krawczenko, Ilja (2012). „Stan RICE i przygotowania do eksperymentu z neutrinami radiowymi nowej generacji na Antarktydzie”. Instrumenty i metody jądrowe w badaniach fizyki Sekcja A: Akceleratory, spektrometry, detektory i sprzęt towarzyszący . 692 : 233–235. Bibcode : 2012NIMPA.692..233K . doi : 10.1016/j.nima.2012.01.032 .

[7] Krawczenko, I.; Hussain S.; Seckel, D.; Besson, D.; Fensholt, E.; Ralston, J.; Taylor, J.; Ratzlaff, K.; Młody, R. (2012). „Zaktualizowane wyniki eksperymentu RICE i przyszłe perspektywy wykrywania neutrin o ultrawysokiej energii na biegunie południowym”. Przegląd fizyczny D. 85 (6): 062004. arXiv : 1106.1164 . Bibcode : 2012PhRvD..85f2004K . doi : 10.1103/PhysRevD.85.062004 .