El experimento Antarctic Impulsive Transient Antenna ( ANITA ) ha sido diseñado para estudiar los neutrinos cósmicos de energía ultraalta (UHE) detectando los pulsos de radio emitidos por sus interacciones con la capa de hielo de la Antártida . Esto se logrará utilizando un conjunto de antenas de radio suspendidas de un globo de helio que vuela a una altura de aproximadamente 37.000 metros. [1]
Los neutrinos, con energías del orden de 10 18 eV , producen pulsos de radio en el hielo debido al efecto Askaryan . Se cree que estos neutrinos cósmicos de alta energía son el resultado de la interacción de rayos cósmicos de energía ultraalta (10 20 eV) con los fotones de la radiación de fondo de microondas cósmica . Por lo tanto, se espera que el experimento ANITA pueda ayudar a explicar el origen de estos rayos cósmicos. [2]
ANITA-I se lanzó desde McMurdo , Antártida, en el verano de 2006-07. El conjunto debería viajar alrededor del continente con los vientos circumpolares durante aproximadamente un mes antes de ser recuperado por la CSBF . Cada misión sucesiva (si se financia) se realizaría a intervalos de dos años. ANITA-II, un instrumento modificado con 40 antenas, se lanzó desde la estación McMurdo en el verano de 2008-2009. ANITA-III, que se espera que mejore la sensibilidad en un factor de 5 a 10, se lanzó en diciembre de 2014.
ANITA-IV se lanzó en diciembre de 2016, [3] con una construcción general más liviana, filtros de muesca ajustables y un sistema de disparo mejorado.
ANITA es una colaboración de varias universidades, liderada por UH Manoa [4] y financiada a través de subvenciones de la NASA y el Departamento de Energía de EE. UU. [5]
ANITA voló cuatro veces entre 2006 y 2016 y estableció los límites más competitivos en el flujo difuso de neutrinos de energía ultraalta por encima de varias decenas de exa - electronvoltios (EeV). Además de sus limitaciones en el flujo difuso de neutrinos, cada vuelo de ANITA ha observado docenas de rayos cósmicos de energía ultraalta a través de la emisión de radio geomagnética de extensas lluvias de aire inducidas por rayos cósmicos que ANITA observa típicamente en la reflexión de la superficie del hielo. [6] [7]
ANITA-I y ANITA-III también detectaron señales de radio anómalas que eran observacionalmente consistentes con las próximas lluvias de aire extensas que emergerían de la superficie. Se predice que las próximas lluvias de aire extensas serán creadas por la desintegración de los próximos leptones tau generados a través de neutrinos tau incidentes durante su propagación a través de la Tierra. [8] Sin embargo, los ángulos en los que se observaron estos eventos están en tensión con las propiedades de los neutrinos del Modelo Estándar, ya que la Tierra debería atenuar fuertemente el flujo de neutrinos en estos ángulos de surgimiento pronunciados. [9] [10] Un estudio de seguimiento realizado por el experimento IceCube , que busca neutrinos con significativamente menos energía que ANITA, no pudo detectar ninguna fuente significativa de neutrinos desde la ubicación de estos eventos. [11] A partir de 2016, estos eventos siguen sin explicación.
El cuarto vuelo de ANITA, ANITA-IV, también detectó cuatro eventos que fueron observacionalmente consistentes con las próximas lluvias de aire extensas inducidas por tau . [12] A diferencia de los eventos de ANITA-I y ANITA-III que se observaron en ángulos pronunciados debajo del horizonte, los eventos de ANITA-IV se observaron muy cerca del horizonte donde es más probable que ocurran los eventos inducidos por tau. [12]
El actual equipo de colaboración de ANITA incluye miembros de la Universidad de Hawaii en Manoa ; la Universidad de California en Los Ángeles ; la Universidad Estatal de Ohio ; la Universidad de Delaware ; la Universidad de Kansas ; la Universidad de Washington en St. Louis ; el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA ; el University College de Londres ; la Universidad de Chicago ; la Universidad Nacional de Taiwán ; y la Universidad Politécnica Estatal de California .