Uit een NRAO-persbericht:
Op zoek naar mysterieuze neutrino's met ultrahoge energie uit verre gebieden van de ruimte, gebruikte een team van astronomen de maan als onderdeel van een innovatief telescoopsysteem voor de zoektocht. Hun werk gaf nieuw inzicht in de mogelijke oorsprong van de ongrijpbare subatomaire deeltjes en wijst de weg naar het openen van een nieuwe kijk op het heelal in de toekomst.
Het team gebruikte speciale elektronische apparatuur die naar de Very Large Array (VLA) -radiotelescoop van de National Science Foundation werd gebracht en maakte gebruik van nieuwe, gevoeliger radio-ontvangers die waren geïnstalleerd als onderdeel van het Expanded VLA (EVLA) -project. Voorafgaand aan hun observaties testten ze hun systeem door een kleine, gespecialiseerde zender over de VLA te laten vliegen in een heliumballon.
Na 200 uur observatie, ontdekten Ted Jaeger van de Universiteit van Iowa en het Naval Research Laboratory, en Robert Mutel en Kenneth Gayley van de Universiteit van Iowa geen van de ultra-hoogenergetische neutrino's die ze zochten. Dit gebrek aan detectie legde een nieuwe limiet op de hoeveelheid van dergelijke deeltjes die uit de ruimte kwamen, en deed sommige theoretische modellen twijfelen over hoe die neutrino's worden geproduceerd.
Neutrino's zijn snel bewegende subatomaire deeltjes zonder elektrische lading die ongehinderd door gewone materie gaan. Hoewel ze overvloedig aanwezig zijn in het universum, zijn ze notoir moeilijk te detecteren. Experimenten om neutrino's van de zon te detecteren en supernova-explosies hebben grote hoeveelheden materiaal zoals water of chloor gebruikt om de zeldzame interacties van de deeltjes met gewone materie vast te leggen.
De ultra-hoogenergetische neutrino's die de astronomen zochten, worden verondersteld te worden geproduceerd door de energetische, door zwarte gaten aangedreven kernen van verre sterrenstelsels; enorme stellaire explosies; vernietiging van donkere materie; deeltjes van kosmische straling die interageren met fotonen van de kosmische microgolfachtergrond; tranen in het weefsel van ruimte-tijd; en botsingen van de ultra-hoogenergetische neutrino's met de energiezuinige neutrino's die overblijven na de oerknal.
Radiotelescopen kunnen geen neutrino's detecteren, maar de wetenschappers richtten reeksen VLA-antennes rond de rand van de maan in de hoop korte uitbarstingen van radiogolven te zien wanneer de neutrino's die ze zochten door de maan gingen en interactie hadden met maanmateriaal. Dergelijke interacties, zo berekenden ze, zouden de radiostoten naar de aarde moeten sturen. Deze techniek werd voor het eerst gebruikt in 1995 en is sindsdien meerdere keren gebruikt, zonder detecties. De laatste VLA-waarnemingen zijn de meest gevoelige tot nu toe gedaan.
'Onze waarnemingen hebben een nieuwe bovengrens gesteld - de laagste tot nu toe - voor het aantal neutrino's dat we zochten', zei Mutel. "Deze limiet elimineert enkele modellen die uitbarstingen van deze neutrino's suggereerden die uit de halo van de Melkweg kwamen," voegde hij eraan toe. Om andere modellen te testen, zullen wetenschappers met meer gevoeligheid observaties nodig hebben.
"Sommige van de technieken die we voor deze waarnemingen hebben ontwikkeld, kunnen worden aangepast aan de volgende generatie radiotelescopen en later helpen bij meer gevoelige zoekopdrachten", aldus Mutel. "Wanneer we het vermogen ontwikkelen om deze deeltjes te detecteren, openen we een nieuw venster om het heelal te observeren en ons begrip van elementaire astrofysica te verbeteren," zei hij.
De wetenschappers rapporteerden over hun werk in de decembereditie van het tijdschrift Astroparticle Physics.
Bron: NRAO
