GRAND: Μια γιγαντιαία συστοιχία ραδιοτηλεσκοπίων για την ανίχνευση νετρίνων

Posted on 28/12/2020

0


Σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων, υπάρχουν τρεις τύποι νετρίνων – τα νετρίνα του ηλεκτρονίου (νe), νετρίνα του μιονίου(νμ) και νετρίνα του ταυ(ντ).

Το πρόγραμμα της τεράστιας διάταξης ραδιοτηλεσκοπίων ονομάζεται GRAND (Giant Radio Array Giant Radio Array for Neutrino Detection) και θα καλύπτει μια περιοχή έως και 200.000 τετραγωνικά χιλιόμετρα με σκοπό την ανίχνευση νετρίνων του ταυ – με ενέργεια μεγαλύτερη από 1 EeV=1018 eV. Υπενθυμίζεται ότι η έκταση της Ελλάδας είναι 132.000 τετραγωνικά χιλιόμετρα.

Συλλέκτης δεδομένων και πομποδέκτης του συστήματος GRAND

Τα εν λόγω νετρίνα υπερ-υψηλής ενέργειας προέρχονται από δυο ειδών πηγές. Πρώτον, απευθείας από κοσμικές ακτίνες εξαιρετικά υψηλής ενέργειας, και δεύτερον, από την αλληλεπίδραση των κοσμικών ακτίνων υπερ-υψηλής ενέργειας με τα φωτόνια του κοσμικού υποβάθρου μικροκυμάτων που διαχέεται στο σύμπαν.

Τα νετρίνα που θα αναζητήσει το GRAND ονομάζονται νετρίνα του σωματιδίου ταυ και δεν είναι άμεσα προϊόντα των παραπάνω πηγών. Οι πηγές αυτές δημιουργούν νετρίνα του μιονίου ή του ηλεκτρονίου και διαμέσου των ‘ταλαντώσεων’ αυτών των νετρίνων, προκύπτουν τα νετρίνα του ταυ.

διαβάστε σχετικά: «Η αποκάλυψη των ταλαντώσεων των νετρίνων (Νόμπελ Φυσικής 2015) «

Από τους τρεις τύπους νετρίνων των κοσμικών ακτίνων υπερ-υψηλής ενέργειας, το νετρίνο του ηλεκτρονίου απλά ‘κολλάει’ στην συνηθισμένη ύλη με την οποία αλληλεπιδρά, ενώ το νετρίνο του μιονίου συνεχίζει να ταξιδεύει μέσω της συνηθισμένης ύλης ακόμα και αν αλληλεπιδρά με αυτή. Οι πειραματικοί ενδιαφέρονται για το νετρίνο του ταυ γιατί αλληλεπιδρά με την συνηθισμένη ύλη και διασπάται αφού διανύσει περίπου 50 km από το σημείο αλληλεπίδρασης. Η συστοιχία τηλεσκοπίων GRAND θα βρίσκεται σε κατάλληλα επιλεγμένη θέση για να ανιχνεύει αυτή τη διάσπαση (που περιγράφεται από τον όρο “air shower”) από το ραδιοφωνικό σήμα που δημιουργεί.

Αριστερά: οι διάφοροι τομείς της φυσικής στους οποίους μπορεί να συνεισφέρει η έρευνα του GRAND. Δεξιά: Οι πηγές και η διάδοση των διαφόρων σωματιδίων που θα εντοπίζει το GRAND

Εκτός από τον πρωταρχικό στόχο της ανίχνευσης νετρίνων υπερ-υψηλής ενέργειας, τα ραδιοτηλεσκόπια GRAND θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν και για άλλες αστροφυσικές αναζητήσεις: π.χ. ανίχνευση ταχέων ραδιοφωνικών εκρήξεων, διερεύνηση της κοσμολογικής εποχής του επανιονισμού κ.λπ., όπως δείχνει το παραπάνω διάγραμμα (αριστερά).

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες ΕΔΩ: ‘A Proposal for a Neutrino Detection Array Spanning 200,000 Square Kilometers’ και
ΕΔΩ: Giant Radio Array for Neutrino Detection (GRAND)

Click to access 2012.05580.pdf

Ετικέτα: