라디오 아이스 체렌코프 실험

Radio Ice Cherenkov Experiment

RADIAS(Radio Ice Cerenkov Experiment, RISS)는 고에너지 중성미자(1PeV 이상, 이른바 초고에너지 UHE 중성미자)와 남극 빙모(얼음 분자)의 상호작용으로 전자기 스펙트럼의 무선체에서 체렌코프 방출량을 검출하기 위해 고안된 실험이었다. 이 실험의 목적은 고에너지 우주 중성미자 유량을 측정하고, 이 유량의 출처를 결정하며, 기존 가속기로 접근 가능한 에너지 이상의 에너지에서 중성미자-뉴클레온 단면을 측정하기 위한 전파탐지 기법의 잠재력을 결정하는 것이다. 이러한 실험은 감마선 폭발로 인한 중성미자에 대한 민감도뿐만 아니라 남극 빙원을 가로지르는 고이온화 전하 입자(예: 모노폴)도 가지고 있다.

이 실험은 1999-2012 (1999년 이전의 prototy, 데이터 수집 1999-2010)를 운영했다. 이 실험의 무선 수신기는 마틴 A호 바로 아래 빙상 밑 100~350m 깊이에 위치했다. 남극역의 포메라란츠 천문대(MAPO). 마포빌딩에는 그 실험의 하드웨어가 들어 있었다. 무선 수신기가 들어 있는 드릴 구멍은 주로 AMANDA를 위해 뚫었고 이후 (AMANDA는 2009년 폐쇄) 아이스큐브 실험을 위해 뚫렸다; 라이스는 이 구멍을 2차 실험으로 사용했다.[1]

실험 작동 및 결과

1995-96년 호주 여름 동안 두 개의 안테나가 성공적으로 설치되었다. 1996-97 시즌에는 3개의 안테나로 구성된 프로토타입 어레이가 140-210m 깊이의 보어 구멍 아래로 전개되었다. 이 프로토타입은 수신기와 송신기를 성공적으로 배치하는 능력을 입증했고 깊은 얼음의 소음 온도 추정을 가능하게 했다. 1997-1998 시즌에는 세 개의 새로운 AMANDA 구멍에 여러 개의 수신기와 송신기가 추가 배치되었고, 1998-99 시즌에는 전용(특히 RISE용으로 드릴링됨) 얕은 "건조" 구멍에 배치되었고, 마지막으로 1999-2000 시즌에는 드릴링된 몇 개의 AMANDA 구멍에 배치되었다. 5년간의 데이터 수집(실시간 2년)으로 인해 50 PeV – 1 EeV 간격의 중성미자 유속이 가장 엄격하게 제한되었고, 표준 모델 교차점에서 출발하여 감마선 폭발 우연의 검색 결과가 나왔다. 현재 2006년부터 2010년까지 뚫린 아이스큐브 보어홀에 사용하기 위해 라이스 하드웨어를 개조하고 있다.

2008-2009년에는 라이스 실험이 Neutriino Array Radio Calibration(NARC) 실험으로 확대되었다. 계속되는 실험은 RESS/NARC 또는 단지 RESS로 알려져 있다.[2]

2012년, RISS/NARC(RESS/NARC)의 전체 데이터 세트(2000-2010 수집)의 결과가 발표되었고, RISS/NARC(RES/NARC) 실험은 "유용한 데이터 수집이 끝나는 시점"으로 설명되었다.[3][4] UHE(Ultra-High Energy) 중성미자는 검출되지 않았으며 이는 이론적 예상에 따른 것이다.[5]

중성미자를 검출하는 라디오 체렌코프 기법은 라이스의 후속 실험인 아스카리안 라디오 어레이(ARA)에 의해 계속되며, 여기에 라이스 하드웨어(및 일부 연구자)가 이전되었다. ARA도 남극기지에서 얼음 아래 배치돼 있다. 첫 번째 ARA 프로토타입은 2010-2011년 남극 여름에 남극에서 시험되었다.[6][7]

참고 항목

참조

  1. ^ Kravchenko, I.; Hussain, S.; Seckel, D.; Besson, D.; Fensholt, E.; Ralston, J.; Taylor, J.; Ratzlaff, K.; Young, R. (2012). "Updated results from the RICE experiment and future prospects for ultra-high energy neutrino detection at the south pole". Physical Review D. 85 (6): 062004. arXiv:1106.1164. Bibcode:2012PhRvD..85f2004K. doi:10.1103/PhysRevD.85.062004.
  2. ^ Kravchenko, Ilya (2012). "Status of RICE and preparations for the next generation radio neutrino experiment in Antarctica". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 692: 233–235. Bibcode:2012NIMPA.692..233K. doi:10.1016/j.nima.2012.01.032.
  3. ^ Kravchenko, Ilya (2012). "Status of RICE and preparations for the next generation radio neutrino experiment in Antarctica". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 692: 233–235. Bibcode:2012NIMPA.692..233K. doi:10.1016/j.nima.2012.01.032.
  4. ^ Kravchenko, I.; Hussain, S.; Seckel, D.; Besson, D.; Fensholt, E.; Ralston, J.; Taylor, J.; Ratzlaff, K.; Young, R. (2012). "Updated results from the RICE experiment and future prospects for ultra-high energy neutrino detection at the south pole". Physical Review D. 85 (6): 062004. arXiv:1106.1164. Bibcode:2012PhRvD..85f2004K. doi:10.1103/PhysRevD.85.062004.
  5. ^ Kravchenko, I.; Hussain, S.; Seckel, D.; Besson, D.; Fensholt, E.; Ralston, J.; Taylor, J.; Ratzlaff, K.; Young, R. (2012). "Updated results from the RICE experiment and future prospects for ultra-high energy neutrino detection at the south pole". Physical Review D. 85 (6): 062004. arXiv:1106.1164. Bibcode:2012PhRvD..85f2004K. doi:10.1103/PhysRevD.85.062004.
  6. ^ Kravchenko, Ilya (2012). "Status of RICE and preparations for the next generation radio neutrino experiment in Antarctica". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 692: 233–235. Bibcode:2012NIMPA.692..233K. doi:10.1016/j.nima.2012.01.032.
  7. ^ Kravchenko, I.; Hussain, S.; Seckel, D.; Besson, D.; Fensholt, E.; Ralston, J.; Taylor, J.; Ratzlaff, K.; Young, R. (2012). "Updated results from the RICE experiment and future prospects for ultra-high energy neutrino detection at the south pole". Physical Review D. 85 (6): 062004. arXiv:1106.1164. Bibcode:2012PhRvD..85f2004K. doi:10.1103/PhysRevD.85.062004.

외부 링크