Ученые из коллаборации Askaryan Radio Array (ARA) сделали важный шаг в астрофизике: их детектор, спрятанный глубоко подо льдом у Южного полюса, впервые зафиксировал радиоимпульсы, возникающие при столкновении высокоэнергетических космических лучей со льдом, пишет Phys.org.
Еще в 1962 году советский физик Гурген Аскарян предсказал, что частицы с высокой энергией, проходя через плотный материал, испускает всплеск радиоволн — так называемое излучение Аскаряна. Позже это подтвердили в лабораториях и в воздухе, но во льдах поймать такие сигналы долго не удавалось из-за помех и сложностей моделирования.
Радиомассив ARA состоит из пяти станций с радиоантеннами, погруженными на глубину 150−200 м во льду на территории около 2 км в ширину. В ходе 208-дневной кампании в 2019 году команда зафиксировала 13 аномальных радиосигналов.
Анализ характеристик импульсов — направления прихода, частотного состава, формы волны и ориентации электрических полей — подтвердил соответствие предсказаниям для аскаряновского излучения, возникающего при столкновении космических лучей со льдом. При этом вероятность случайного совпадения с фоновым шумом оказалась крайне низкой: меньше одного к 3,5 млн (статистическая значимость — 5,1 сигмы). Исследование опубликовано в Physical Review Letter.
Это открытие подтверждает работоспособность метода поиска редких космических частиц, в том числе нейтрино сверхвысоких энергий. Космические лучи оставляют сигналы в верхних слоях льда, а нейтрино могут проникать глубже — по геометрии сигнала можно различить эти события. Команда ARA ожидает до семи возможных нейтринных событий и готовится опубликовать новые данные по наблюдениям на всех пяти станциях.
Ранее Наука Mail рассказывала, что подземная лаборатория преодолела главный барьер для поисков темной материи.
