FyzWeb  články
Budeme používat Měsíc jako neutrinový detektor?2009-11-26 

Neutrinové detektory byly donedávna velice drahá a složitá hi-tech zařízení. V poslední době bylo ale publikováno několik nápadů, jak lze s neutriny pracovat i s podstatně horším vybavením než obrovskými podzemními detektory.

Prvním nápadem je komunikace se vzdálenými vojenskými ponorkami. Současná komunikace založená na ELV vlnách (vlnová délka 10–100 tisíc km) umožňuje přenášet nanejvýš několik bitů za minutu. Bylo navrženo schéma, kdy by se informace vysílaly ponorce pomocí neutrinového paprsku. Z urychlovače by směroval paprsek neutrin směrem k předpokládané poloze. Vzhledem k množství vody kolem ponorky by bylo možné zvýšit rychlost komunikace (jednosměrně) 1000×.

Další detektory se nachází např. v jezeře Bajkal v hloubce přibližne 1 kilometr nebo na dně Středozemního moře v hloubce 2500 metrů. Za účelem detekce vysokoenergetických neutrin byl v Antarktidě vybudován detektor zapuštěn do ledu, který zaznamenává záblesky přimo v okolitém ledu.

Ukazuje se ale, že je možná ještě lepší médium – náš Měsíc. Vysokoenergetická neutrina, která se srazí s povrchovým regolitem, produkují velice krátký (několik nanosekund) specifický rádiový pulz. Tento pulz je schopen proletět i několik stovek metrů horniny na povrchu bez pohlcení. Nové radioteleskopy mohou zachycovat tento druh záblesků a získávat tak informace o neutrinech. Budou se muset vyrovnat s nízkým počtem událostí (několik za měsíc) a také s rušením jinými zdroji signálu. Cílem bude převážně kraj Měsíce, kde je větší šance zachycení neutrina.

Pilotní experiment byl navrhnut nizozemským týmem NuMoon pro síť 14 radioteleskopů Westerbork Synthesis Radio Telescope. Podobný projekt RESUN byl navrhnut také pro síť VLA v Novém Mexiku a má za sebou prvních 50 hodin měření. Další dva týmy už představily své projekty: LUNASKA s 64metrovým rádioteleskopem v Austrálii a tým z Green Banku v Západní Virgínii, který chce obnovit pozorování se starým 25metrovým raditeleskopem. Tyto tři týmy uvažují  o společné síti.

Jediným problémem může být, jestli skutečně budeme detekovat neutrina o jakých uvažujeme – celý experiment je zaměřen na tak vysoké energie, jaké jsme zatím nezkoumali. Jejich zdrojem mohou být např. supermasivní černé díry, děje velice blízko Big Bangu, supertěžké částice temné hmoty nebo topologické defekty prostorčasu. Existují očekávání, že by pomohly osvětlit problém detekce příliš energetických částic, které prakticky pozorujeme, ale teoreticky bychom neměli. Jde o takzvaný GZK cutoff – Greisen–Zatsepin–Kuzminov limit. Jedná se o teoretický horní limit energie, kterou můžeme pozorovat u kosmických paprsků ze vzdálených zdrojů. Pozorujeme ale částice, které jsou energetičtější než tato hrana. Znamená to, že buď tyto paprsky pochází z blízkého zdroje, nebo z nějakého důvodu nefunguje předpokládaný rozptyl kosmických paprsků na fotonech kosmického mikrovllného pozadí. Ani jedno vysvětlení ale není vůbec uspokojivé.

Je možné, že nic detekovat nebudeme. Ale je také možné, že nalezneme něco, co podstatně změní naše představy o fyzice mikrosvěta. Možná dosáhneme lepších výsledků, než pomocí např. LHC, s podstatně menšími náklady. Slovy klasika: „Není umění vařit se solí – bez soli, to je umění.“

 

Zpracoval: Pavol Habuda

Zdroje: popsci.com, newscientist.com

http://www.newscientist.com/article/dn17561-moon-may-reveal-elusive-cosmic-neutrinos.html?page=2

http://www.popsci.com/military-aviation-amp-space/article/2009-08/radio-telescopes-turn-moon-worlds-largest-neutrino-detector

http://en.wikipedia.org/wiki/Greisen%E2%80%93Zatsepin%E2%80%93Kuzmin_limit

http://www.sciencedaily.com/releases/2006/04/060404201252.htm

 

 





Doporučit článek

Od:
Komu:
Antispam: