Показать меню
15 окт 11:16Политика

Физики научились различать «лунные» и «атмосферные» нейтрино

Физики научились различать «лунные» и «атмосферные» нейтрино

Сотрудники МФТИ и Института ядерных исследований РАН изучили спектры лунных нейтрино — сверхлегких частиц, возникающих из-за взаимодействия космических лучей с поверхностью Луны. Наблюдение таких частиц сделает Луну новым источником нейтрино, что может дать дополнительные методы ее изучения. Работа опубликована в журнале Physical Review D, кратко ее итоги описаны в совместном пресс-релизе МФТИ и ИЯИ РАН.

Нейтрино — это очень легкая элементарная частица, не имеющая электрического заряда. Нейтрино образуются во время различных радиоактивных распадов, например при бета-распаде в атомных ядрах, в ходе естественных ядерных реакций, происходящих в звездах, во время реакций в реакторах или на ускорителях и в ряде других процессов. Этими частицами пронизан весь космос, около 90 млрд нейтрино в секунду проходят через каждый квадратный сантиметр земной поверхности, однако они исключительно слабо взаимодействуют с веществом.

Нейтрино способны возникать в распадах адронов в астрофизических объектах. Однако такие источники находятся на достаточно больших расстояниях, а значит, регистрация астрофизических нейтрино требует углового разрешения, значительно превышающего возможности современных нейтринных телескопов. С этой точки зрения одним из интересных источников нейтрино является Луна, находящаяся на достаточно близком расстоянии от Земли. Бомбардируя лунную поверхность, космические лучи образуют мезоны, которые тормозятся в поверхностном слое сыпучего лунного грунта и распадаются, производя низкоэнергетические нейтрино. Таким образом, Луна становится источником нейтрино, которые можно обнаружить при помощи нейтринных телескопов.

Авторы исследования рассчитали поток низкоэнергетических нейтрино, возникающих из-за космических лучей, бомбардирующих поверхность Луны. Численное моделирование взаимодействия космических лучей с реголитом (лунным грунтом) и подсчет нейтрино, образующихся в распадах образующихся адронов, показали, что отношение лунного и атмосферного потоков нейтрино в направлении на Луну в низкоэнергетическом диапазоне (от 10 МэВ до примерно 1 ГэВ) близко к единице, однако их спектры сильно отличаются. Регистрация нейтрино соответствующим детектором — сама по себе трудоемкая задача не только из-за высокой проникающей способности нейтрино, но и из-за наличия шума от других частиц, которые могут имитировать нейтринные взаимодействия, а отличить нейтрино от прочих источников тем более сложно.

«Несмотря на схожее происхождение лунных и атмосферных нейтрино, своеобразный спектр первых, вызванный по большей части отсутствием атмосферы на Луне, делает потенциально возможным различать между собой нейтрино разного происхождения. Кроме того, при моделировании была обнаружена зависимость спектра лунных нейтрино от плотности реголита, что в дальнейшем может помочь в изучении свойств лунного грунта», — рассказал Сергей Демидов, научный сотрудник Института ядерных исследований РАН и МФТИ.

Выявленные особенности могут быть использованы для поиска лунных нейтрино в будущих нейтринных экспериментах на Земле. Однако угловое разрешение детекторов нейтрино в настоящее время остается довольно низким по сравнению с угловым размером Луны на небе. Также для детального изучения спектра таких нейтрино необходимо хорошее энергетическое разрешение. Исследователи пришли к выводу, что для обнаружения лунных нейтрино потребуются не просто большие, но огромные нейтринные детекторы с исключительно высоким энергетическим и угловым разрешениями — задача, которая однажды может стать осуществимой.

Наблюдение лунных нейтрино позволит сделать Луну ближайшим астрофизическим источником, для которого работает концепция многоканальной астрономии. Ее целью является получение сведений о происходящих в космосе процессах путем изучения волн, частиц и космических лучей высокой энергии, испускаемых одними и теми же внеземными источниками.

По материалам: polit
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Лента новостей
VII Сретенская конференция обозначила новые ориентиры для Образа Будущего11:16Главный фестиваль сальсы этой весны соберёт звёзд мировой сцены в Москве01:03Джазовые переложения оркестра Сергея Жилина стали хитом вечера памяти Римского-Корсакова12:43Альтовая домра доказала статус яркого сольного инструмента20:57B2B-платформа Hainago получит 5 млрд рублей от китайского инвестора для развития в России19:04На нижнекамском механическом заводе состоялся конкурс профессионального мастерства15:18Алексей Галкин, генеральный директор ООО «БИТ» о роли СФО в структурировании активов и развитии финансового рынка20:59Команда KAMA TYRES представила творческую программу на фестивале в Татарстане18:30Австралия против ветрогенераторов: как будет развиваться асбестовый скандал?21:17Космическая инфраструктура становится ближе к конечному пользователю11:12Юрий Лужков и развитие спорта: имя политика присвоено легкоатлетическому турниру22:35Феникс Фламм представил книгу об универсальных законах системных кризисов18:32От стресса руководителя к эффективной команде: опыт и практики экспертов форума «Команды № 1»21:46Предприятие шинного комплекса вошло в десятку лидеров ESG-рейтинга RAEX16:25Технология HPP меняет правила игры на российском рынке готовой еды21:08Векторы устойчивого развития модной индустрии: в ТПП РФ прошла дискуссия лидеров рынка10:39Гармония и благополучие: растет интерес к интеграции древних знаний в современную практику00:22Проект «Без них не начнём» на Leo Classics посвящён хранителям традиций17:11
Популярные новости
Выбор редакции