Введение
Эксперимент на Южном полюсе, предназначенный для регистрации излучения Черенкова. Эксперимент «Радиоледяной Черенков» (RICE) был разработан для регистрации излучения Черенкова в радиодиапазоне электромагнитного спектра, возникающего при взаимодействии высокоэнергетических нейтрино (с энергией более 1 ПеВ, так называемых ультравысокоэнергетических нейтрино UHE) с антарктическим ледяным щитом (молекулами льда). Целями этого эксперимента являлись определение потенциала метода радиодетектирования для измерения потока высокоэнергетических космических нейтрино, установление источников этого потока и измерение сечений взаимодействия нейтрино с нуклонами при энергиях, превышающих доступные на существующих ускорителях. Эксперимент также обладал чувствительностью к нейтрино от гамма-всплесков, а также к высокоионизирующим заряженным частицам (например, монополям), проходящим через антарктический ледяной щит. Эксперимент проводился с 1999 по 2012 год (создание прототипов – до 1999 года, сбор данных – с 1999 по 2010 год). Радиоприемники эксперимента располагались на глубине 100–350 метров под ледяным щитом непосредственно под обсерваторией Мартина А. Померанца (MAPO) на станции Южного полюса. Оборудование эксперимента размещалось в здании MAPO. Скважины, в которых были установлены радиоприемники, были первоначально пробурены для экспериментов AMANDA и, позднее (AMANDA был завершен в 2009 году), IceCube; RICE использовал эти скважины как дополнительный эксперимент.
Radio Ice Cherenkov Experiment (RICE) was an experiment designed to detect the Cherenkov emission in the radio regime of the electromagnetic spectrum from the interaction of high energy neutrinos (greater than 1 PeV, so called ultra high energy UHE neutrinos) with the Antarctic ice cap (ice molecules). The goals of this experiment are to determine the potential of the radio detection technique for measuring the high energy cosmic neutrino flux, determining the sources of this flux, and measuring neutrino nucleon cross sections at energies above those accessible with existing accelerators. Such an experiment also has sensitivity to neutrinos from gamma ray bursts, as well as highly ionizing charged particles (monopoles, e. g.) traversing the Antarctic icecap. The experiment operated 1999 2012 (prototypes before 1999, data taking 1999 2010). The experiment's radio receivers were located 100–350 meters deep under the ice sheet directly below the Martin A. Pomerantz Observatory (MAPO) at the South Pole Station. The MAPO building housed the experiment's hardware. The drill holes housing the radio receivers were primarily drilled for the AMANDA and later (AMANDA was shut down 2009) IceCube experiments; RICE used the holes as a secondary experiment.
Экспериментальная операция и результаты
В течение южного лета 1995–1996 гг. успешно были установлены две антенны. В течение сезона 1996–1997 гг. прототип из трех антенн был развернут в скважинах (AMANDA) на глубинах от 140 до 210 метров. Этот прототип продемонстрировал возможность успешного развертывания приемников и передатчиков и позволил оценить температуру шума в глубоком льду. В течение сезона 1997–1998 гг. несколько дополнительных приемников и передатчиков были развернуты в трех новых скважинах AMANDA, в специальных (специально пробуренных для RICE) неглубоких "сухих" скважинах в течение сезона 1998–1999 гг. и, наконец, в нескольких скважинах AMANDA, пробуренных в течение сезона 1999–2000 гг. Пять лет сбора данных (два года эффективного времени работы) привели к получению наиболее строгих верхних ограничений на поток нейтрино в диапазоне 50 PeV – 1 EeV, а также к результатам, касающимся отклонений от поперечных сечений Стандартной модели и поиску совпадений с гамма-всплесками. В настоящее время аппарат RICE модифицируется для использования в скважинах IceCube, которые бурятся с 2006 по 2010 год. В 2008–2009 гг. эксперимент RICE был расширен до эксперимента по радиокалибровке массивов нейтрино (NARC). Продолжающийся эксперимент известен как RICE/NARC или просто RICE. В 2012 году были опубликованы результаты полного набора данных (собранных в 2000–2010 гг.) RICE (RICE/NARC), и эксперимент RICE (RICE/NARC) был описан как "в настоящее время завершающий сбор полезных данных". Сверхвысокоэнергетические (UHE) нейтрино не были обнаружены, что соответствует теоретическим ожиданиям. Радио-черенковская техника обнаружения нейтрино продолжает развиваться в эксперименте-преемнике RICE, радио-массиве Аскаряна (ARA), куда было передано оборудование RICE (и часть исследователей). ARA также развернут на станции Южный полюс под льдом. Первый прототип ARA был испытан на Южном полюсе в антарктическое лето 2010–2011 гг.