Объединенный институт ядерных исследований
Конференция VLVνT 2021
Международная конференция по нейтринным телескопам очень большого объема (VLV?T—Very Large Volume Neutrino Telescopes), которая проходит два раза в год и проведение которой изначально планировалась в Валенсии еще осенью 2020 года, будет проходить с 18 по 21 мая 2021 года в онлайн-формате. Всю интересующую информацию вы можете найти здесь: https://indico.ific.uv.es/event/3965.
Как всегда, конференция станет площадкой для обсуждения последних разработок в нейтринной астрономии, новейших достижений в области развития технологий и инструментов для уже существующих и будущих крупномасштабных нейтринных детекторов под водой и во льду. Научная программа конференции будет включать как выступления приглашенных гостей, так и ранее заявленные доклады, а также постерную сессию. Подача тезисов открыта до 28 февраля. Следует отметить, что конференция VLV?T будет проводиться как дополнение к внутреннему рабочему совещанию MANTS (Mediterranean Antarctic Neutrino Telescope) Глобальной нейтринной сети.
Диссертационная премия за 2020 год
Диссертационная премия Глобальной нейтринной сети за 2020 год была присуждена Рене Райману (René Reimann) (Университет Майнца, Германия) за диссертацию «Поиск источников астрофизического потока мюонных нейтрино высоких энергий с помощью Нейтринной обсерватории IceCube» (Search for the Sources of the Astrophysical High-Energy Muon-Neutrino Flux with the IceCube Neutrino Observatory). Рене закончил Рейнско-Вестфальский технический университет Ахена. Его научный руководитель Кристофер Вибуш (Christopher Wiebusch) поддержал выдвижение работы на получение премии.
Диссертация Рене Раймана была выбрана комитетом по присуждению премии (возглавляемого Ули Катцем) из шести претендентов. Высокий уровень представленных диссертаций чрезвычайно усложнил выбор и потребовал от членов комитета проведения нескольких этапов оценивания.
Рене Райман
Новости коллабораций ANTARES и KM3NeT
Если вам любопытно, как собирают цифровые оптические модули в KM3NeT, посмотрите небольшой видеоролик на странице коллаборации: https://www.km3net.org/new-video-a-visit-to-the-pimu-hall/. Вы увидите процесс сборки цифровых оптических модулей в Нидерландском национальном институте субатомной физики Nikhef.
Коллаборация ANTARES присвоила статус наблюдателя Физическому институту имени П. Н. Лебедева РАН, Московскому физико-техническому институту и Институту ядерных исследований РАН. В этих организациях работают авторы недавно опубликованных работ, где данные, полученные IceCube, были соотнесены с источниками радиоизлучения: А. Плавин, Ю. Ковалев-ст., Ю. Ковалев-мл. и С. Троицкий (arXiv:2001.00930 и arXiv:2009.08914, см. также сентябрьский/октябрьский выпуск GNN Monthly). Статус наблюдателя открывает доступ к данным коллаборации ANTARES.
Новости коллаборации BAIKAL-GVD
Время зимней экспедиции приближается. Меньше, чем через три недели первая группа ученых прибудет на озеро Байкал. По некоторым причинам было решено сократить число планируемых к установке кластеров с двух до одного. Во-первых, пандемия задержала все процессы по подготовке экспедиции. К тому же, она требует принятия дополнительных мер безопасности до начала экспедиции и во время ее проведения, что может существенно замедлить темп работ.
Во-вторых, необходимо заняться некоторыми проблемами, которые появлялись в течение нескольких последних лет, и найти решения, которые в будущем позволят их избежать. Одна из таких проблем — уязвимость детектора для молний. Например, в прошлом году во время самой обычной летней грозы была прервана связь с двумя кластерами. Планируется использовать систему раннего оповещения, которая дополнительно защитит установку и позволит отключать ее еще до появления молний.
Фантастическое зрелище, но не для установки BAIKAL-GVD. Летняя гроза над озером Байкал
Также будут смонтированы две экспериментальные гирлянды. На этих гирляндах линии передачи данных между секционными модулями (каждый из них связан с 12 оптическими модулями) и модулями гирлянды (связаны со всеми 3-мя секционными модулями гирлянды) будут заменены с медных кабелей на оптоволокно. Тем самым обеспечивается более высокая скорость передачи данных и срабатывание системы регистрации событий с низкими энергиями.
Новости коллаборации IceCube
Премия Бруно Росси (Bruno Rossi Prize). Премия Бруно Росси за 2021 год была присуждена Фрэнсису Хальзену (Francis Halzen) и коллаборации IceCube «за открытие потока нейтрино высоких энергий астрофизического происхождения».
Премия Бруно Росси вручается ежегодно «за значимый вклад в астрофизику высоких энергий, особенно в результате недавних инновационных исследований».
Список победителей прошлых лет вы можете найти здесь: HEAD AAS Rossi Prize Winners | High Energy Astrophysics Division.
Впечатления с Южного полюса. На фотографии внизу два зимовщика IceCube демонтируют на крыше Лаборатории IceCube прототип атмосферного черенковского телескопа IceACT для его последующей чистки и ремонта.
IceACT (Ice Air Cherenkov Telescope) — компактный атмосферный черенковский телескоп. Сейчас решается вопрос о его использовании в рамках проекта IceCube-Gen2.
На следующей фотографии вы видите зимовщиков в ямах, оставшихся после выкапывания старого полевого оборудования установки ARIANNA. Эксперимент ARIANNA проводился для проверки правильности концепции по использованию на Южном полюсе этих детекторов для регистрации нейтрино очень высоких энергий посредством радиоволн.
Публикации
Коллаборация IceCube направила в журнал Phys. Rev. D статью “Search for GeV Neutrino Emission During Intense Gamma-Ray Solar Flares with the IceCube Neutrino Observatory” (в открытом доступе на 2101.00610.pdf (arxiv.org)). Обычно анализы данных IceCube проводятся для энергий >100 ГэВ (IceCube), >10 ГэВ (DeepCore) и ~10 МэВ (Supernova trigger), но данный анализ направлен на поиск нейтрино с энергией несколько ГэВ (<5 ГэВ). Предполагается, что источниками таких нейтрино могут быть солнечные вспышки, поскольку при этом происходит преобразование магнитной энергии в нагрев плазмы и кинетическую энергию заряженных частиц, таких как протоны. Протоны вылетают из корональной области ускорения и взаимодействуют с плотной плазмой в нижней атмосфере Солнца с образованием пионов и далее, вследствие их распада, нейтрино (см. рисунок).
Схематический вид солнечной вспышки. Крест соответствует магнитному пересоединению, а две стрелки показывают направление истечения последующих струй.
События с энергией несколько ГэВ могли бы вызвать срабатывание лишь небольшого количества оптических модулей (см. следующий рисунок). Поэтому их никак нельзя идентифицировать в случае стационарного источника, но вполне возможно в случае нестационарного источника с помощью ON/OFF-анализа. Здесь ON-состояние определяется сигналом телескопа Fermi-LAT (по направлению Солнца) в ГэВ-ной области, что указывает на его появление в результате распада π0.
Взаимодействие ГэВ-ного нейтрино в установке Deep Core, при котором сработали только три соседних оптических модуля.
Основными этапами анализа являются исключение событий с энергией E > 5 ГэВ и явных шумов, серия обрезаний для увеличения чистоты выборки и оптимизация временно́го окна. По результатам анализа пяти сильных вспышек в период 2012—2017 не было выявлено ни одного значительного превышения, но были получены верхние пределы. Верхние пределы для нейтрино даются в зависимости от параметрического пространства (δν, C), где δν — спектральный индекс (величиной предположительно от 4 до 6) и C — интегральный поток нейтрино в интервале от 500 МэВ до 5 ГэВ. На следующем рисунке верхний предел по данным от 10 сентября 2017 с соответствующими систематическими неопределённостями показан в сравнении с двумя предсказаниями.
Экспериментальный верхний предел, полученный на основе данных по солнечной вспышке 10 сентября 2017 г. в сравнении с соответствующими теоретическими предсказаниями. Оранжевые точки получены из материалов диссертации Гвенаэль де Вассайге (Gwenhaël de Wasseige) с помощью моделирования в предположении протонного спектрального индекса 3.4 в соответствии с наблюдениями гамма-излучения. Три набора точек получены в предположении различного количества энергии, получаемой ускоренными протонами, а именно: 1032 эрг (100% имеющейся максимальной магнитной энергии преобразуется в ускоренные протоны), 1030 эрг (1% магнитной энергии преобразуется в ускоренные протоны) и 1029 эрг, что согласуется с наблюдениями гамма-излучения. Красная линия показывает предсказания (обозначенные как верхние пределы, поскольку предположения весьма оптимистичны) из работы Фаргион (Fargion) при Eflare = 1032 эрг и <Eνe> = 140 МэВ (штрихи) и 500 МэВ (пунктир).
Коллаборация IceCube выложила в свободный доступ работу “IceCube Data for Neutrino Point-Source Searches: Years 2008–2018”, см. [2101.09836] (arxiv.org). Были выполнены поиски по всему небу точечных источников нейтрино с помощью трекоподобных событий, включая последний интегрированный по времени анализ данных IceCube за 10 лет. Данная работа сопровождает публикацию данных о кандидатах в нейтрино, обнаруженных в эксперименте в период между 6 апреля 2008 г. и 8 июля 2018 г. Подборка включает сквозные треки, прежде всего кандидатов в мюонные нейтрино, приходящие на детектор с разных направлений, а также события нейтринных треков, начинающихся внутри оборудованного приборами объёма. Уточнённая подборка и реконструкция данных, набранных после апреля 2012, несколько улучшают чувствительность выборки. Хотя выборка более чем на 80% перекрывает старую и новую версии, различающиеся события могут привести к изменениям относительно прежней 7-летней подборки данных. Представлена апостериорная оценка значимости вспышки TXS 2014-2015 и объясняются наблюдаемые расхождения с предыдущими результатами. Эта публикация данных включает данные, набранные за 10 лет, и сгруппированные функции отклика детектора для событий сигналов мюонного нейтрино, демонстрирует улучшение чувствительности общего интегрированного по времени анализа точечных источников и должна рассматриваться как предпочтительная по отношению к предыдущим публикациям данных.
Доступ к данным можно получить по ссылке https://icecube.wisc.edu/science/data/PS-IC40-IC86_VII
