Млечный Путь, увиденный глазами нейтрино

В результате десятилетних измерений на детекторной установке «IceCube» размером в один кубический километр во льдах Антарктиды международной группе исследователей впервые удалось обнаружить высокоэнергетические нейтрино от нашего Млечного Пути. Ранее «IceCube» регистрировал высокоэнергетические нейтрино только от далеких галактик. Хотя теоретические соображения предсказывали подобное излучение частиц из Млечного Пути, астрономы ранее тщетно искали его. Только использование современных методов машинного обучения позволило теперь сделать сигнал видимым в собранных детектором данных, сообщают ученые в журнале «Science».

Нейтрино – довольно застенчивые товарищи: Они практически не взаимодействуют с обычной материей. Для того чтобы обнаружить летучие частицы, необходимо большое количество материи, состоящей из максимально чистых веществ, способных вступать в реакцию с нейтрино. Таким веществом является, например, вода – а во льдах Антарктики она присутствует в больших количествах в достаточно чистом виде. Если нейтрино реагирует – что случается редко – с молекулой воды, образуются электрически заряженные частицы, которые проносятся сквозь лед почти со скоростью света и при этом испускают свет, так называемое черенковское излучение.

Исследователи ищут этот свет с помощью «IceCube». Это – как следует из названия – кубик льда. Огромный кубик льда: длина его грани составляет один километр. Физики проекта «IceCube» погрузили 5160 усилителей света на глубину до 2,5 километра в кубический километр антарктического льда. Это позволяет им не только улавливать черенковский свет, но и определять направление, откуда он исходит – а значит, и направление происхождения нейтрино.

Нейтрино играют важную роль в ядерной физике, например, в ядерном