望遠鏡なしの天文学-氷上の天文学

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さて、これはAWATの最初の部分です。これは です 望遠鏡の話。しかし、それはあなたの平均的な望遠鏡ではなく、地球と呼ばれる非常に大きな宇宙線ミューオンフィルターが背面に取り付けられた南極の氷の巨大な塊で構成されています。

2005年に始まり、 アイスキューブニュートリノ天文台 主要コンポーネントの最近のインストールにより、完成に近づいています DeepCore。と DeepCore南極観測所は現在、南の空だけでなく北の空も観測することができます。

ニュートリノには電荷がなく、他の種類の物質との相互作用が弱いため、検出が困難です。によって採用された方法 アイスキューブ そして、他の多くのニュートリノ検出器によって、チェレンコフ放射を探すことです。 アイスキューブ、ニュートリノが氷の原子と相互作用して、電子やミューオンなどの高エネルギーの荷電粒子を生成するときに放出されます。これは、光速よりも速い速度で、少なくとも氷の光速よりも速い速度で発射されます。

南極の氷をニュートリノ検出器として使用する利点は、大量に入手可能であり、何千年もの堆積圧縮によってほとんどの不純物が絞り出され、非常に高密度で一貫した透明な媒体になったことです。したがって、チェレンコフ放射の小さな閃光を見ることができるだけでなく、各小さな閃光を引き起こしたニュートリノの軌道とエネルギーレベルについて信頼できる予測を行うこともできます。

の構造 アイスキューブ 等間隔に配置されたバスケットボールサイズのチェレンコフ検出器の列が組み込まれており、ドリル穴から約2.5 kmの深さまで氷に沈められます。の DeepCore コンポーネントは、検出器のよりコンパクトな配列であり、最も深い氷の奥深くに配置されています アイスキューブの感度を高めるように設計されています アイスキューブ ニュートリノエネルギーが1 TeV未満の場合。

先立って DeepCore 完成すると、上方に移動するニュートリノの影響を正確に測定することのみが可能でした。つまり、すでに地球を通過し、宇宙起源の場合、実際には北の空から来たニュートリノです。南の空から下向きに移動するニュートリノは、侵入できる宇宙線ミューオンによって作成されたノイズで失われました アイスキューブ、ニュートリノが関与せずに独自のチェレンコフ放射を作成します。

ただし、 DeepCore、 と相まって IceTopは、表面から入ってくる外部ミュー粒子を区別できる表面レベルのチェレンコフ検出器のセットであり、 アイスキューブ 南天のニュートリノ観測も行います。

アイスキューブ 主な科学的目標は、超新星爆発やガンマ線バーストなど、空のニュートリノ点源を特定することです。ニュートリノは、タイプ2超新星のエネルギー放出の99%を占めると推測されています。これは、放出される電磁放射だけに注目すると、多くの情報が失われる可能性があることを示唆しています。

また、 アイスキューブ 暗黒物質の間接的な証拠を提供するかもしれません。考えは、何らかの暗黒物質が太陽の中心で捕らえられた場合、そこに存在する極端な重力圧縮によって消滅するであろうということです。そのような事象は、太陽核融合反応から生じる通常のニュートリノ出力とは無関係に、高エネルギーニュートリノの突然のバーストを生成するはずです。これは、何かの間接的な証拠を得るための長い一連の仮定ですが、後で説明します。

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