Эксперимент Антарктическая импульсная транзитная антенна ( ANITA ) был разработан для изучения космических нейтрино сверхвысокой энергии (UHE) путем обнаружения радиоимпульсов, испускаемых при их взаимодействии с антарктическим ледяным щитом. Это будет достигнуто с помощью массива радиоантенн, подвешенных к гелиевому шару, летящему на высоте около 37 000 метров. [1]
Нейтрино с энергией порядка 10 18 эВ производят радиоимпульсы во льду из-за эффекта Аскаряна . Считается, что эти высокоэнергетические космические нейтрино возникают в результате взаимодействия космических лучей сверхвысокой энергии (10 20 эВ) с фотонами космического микроволнового фонового излучения . Таким образом, есть надежда, что эксперимент ANITA поможет объяснить происхождение этих космических лучей. [2]
ANITA-I был запущен с Мак-Мердо , Антарктида , летом 2006–2007 годов. Массив должен был путешествовать вокруг континента с циркумполярными ветрами в течение приблизительно месяца, прежде чем его вернет CSBF . Каждая последующая миссия (при наличии финансирования) будет проводиться с двухлетним интервалом. ANITA-II, модифицированный прибор с 40 антеннами, был запущен со станции Мак-Мердо летом 2008–2009 годов. ANITA-III, который, как ожидалось, должен был улучшить чувствительность в 5–10 раз, был запущен в декабре 2014 года.
ANITA-IV была выпущена в декабре 2016 года [3] с более легкой общей конструкцией, настраиваемыми режекторными фильтрами и улучшенной системой запуска.
ANITA — это совместный проект нескольких университетов под руководством UH Manoa [4] и финансируемый за счет грантов NASA и Министерства энергетики США. [5]
ANITA летала четыре раза между 2006 и 2016 годами и установила самые конкурентоспособные ограничения на поток диффузных нейтрино сверхвысокой энергии выше нескольких десятков экза - электронвольт (ЭэВ). В дополнение к ограничениям на поток диффузных нейтрино, каждый полет ANITA наблюдал десятки космических лучей сверхвысокой энергии через геомагнитное радиоизлучение от вызванных космическими лучами обширных атмосферных ливней , которые ANITA обычно наблюдает в отражении от поверхности льда. [6] [7]
ANITA-I и ANITA-III также обнаружили аномальные радиосигналы, которые наблюдательно согласуются с предстоящими обширными атмосферными ливнями, выходящими из поверхности. Предполагается, что предстоящие обширные атмосферные ливни будут созданы распадом предстоящих тау-лептонов, генерируемых падающими тау-нейтрино во время их распространения через Землю. [8] Однако углы, под которыми наблюдались эти события, находятся в противоречии со свойствами нейтрино Стандартной модели, поскольку Земля должна сильно ослаблять поток нейтрино при этих крутых углах выхода. [9] [10] Последующее исследование эксперимента IceCube , который ищет нейтрино со значительно меньшей энергией, чем ANITA, не смогло обнаружить какой-либо значительный источник нейтрино из места этих событий. [11] По состоянию на 2016 год эти события остаются необъясненными.
Четвертый полет ANITA, ANITA-IV, также обнаружил четыре события, которые наблюдательно согласуются с предстоящими обширными атмосферными ливнями, вызванными тау . [12] В отличие от событий от ANITA-I и ANITA-III, которые наблюдались под крутыми углами ниже горизонта, события ANITA-IV наблюдались очень близко к горизонту, где события, вызванные тау, наиболее вероятны. [12]
В состав нынешней команды по сотрудничеству ANITA входят представители Гавайского университета в Маноа , Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе , Университета штата Огайо , Университета Делавэра , Канзасского университета , Вашингтонского университета в Сент-Луисе , Лаборатории реактивного движения NASA , Лондонского университетского колледжа , Чикагского университета , Национального тайваньского университета и Калифорнийского политехнического университета .