Происхождение сигналов, зарегистрированных 23 февраля 1987 г. в гравитационных антеннах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Во время вспышки SN1987A 23 февраля 1987 г. четыре подземных нейтринных детектора и две гравитационные антенны в Риме и Мэриленде зарегистрировали сигналы, связанные с гравитационным коллапсом ядра звезды. Поскольку зафиксировать антеннами прямое гравитационное излучение от коллапса SN1987A невозможно, до сих пор непонятно, какие события регистрировали гравитационные антенны. В настоящей работе проведен амплитудный анализ сигналов гравитационных антенн в Риме и Мэриленде в окрестности сигналов нейтринных детекторов во время Сверхновой SN1987A. Показано, что амплитудные распределения во всех сигналах антенн согласуются с распределением флуктуирующих энергопотерь атмосферных мюонов, пересекающих антенны. Сделано заключение о мюонном происхождении сигналов, детектируемых антеннами ‟веберовского” типа — алюминированными цилиндрами массой 2–3 т.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. Ю. Агафонова

Институт ядерных исследований РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: Agafonova@inr.ru
Россия, Москва

А. С. Мальгин

Институт ядерных исследований РАН

Email: Agafonova@inr.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. В. Л. Дадыкин, Г. Т. Зацепин, В. Б. Корчагин, П. В. Корчагин, А. С. Мальгин, О. Г. Ряжская, В. Г. Рясный, В. П. Талочкин, Ф. Ф. Хальчуков, В. Ф. Якушев, М. Альетта, Дж. Бадино, Дж. Болонья, К. Кастаньоли, Ф. Кастеллина, В. Фульджионе и др., Письма в ЖЭТФ 45, 464 (1987) [V. L. Dadykin, G. T. Zatzepin, V. B. Korchagin, P. V. Korchagin, A. S. Mal’gin, O. G. Ryazhskaya, V. G. Ryasnyi, V. P. Talochkin, F. F. Khal’chukov, V. F. Yakushev, M. Aglietta, G. Badino, G. Bologna, C. Castagnoli, A. Castellina, W. Fulgione, et al., JETP Lett. 45, 593 (1987)].
  2. M. Aglietta, G. Badino, G. Bologna, C. Castagnoli, A. Castellina, V. L. Dadykin, W. Fulgione, P. Galeotti, F. F. Kalchukov, B. Kortchaguin, P. V. Kortchaguin, A. S. Malguin, V. G. Ryassny, O. G. Ryazhskaya, O. Saavedra, V. P. Talochkin, et al., Europhys. Lett. 3, 1315 (1987).
  3. Е. Н. Алексеев, Л. Н. Алексеева, В. И. Волченко, И. В. Кривошейна, Письма в ЖЭТФ 45, 461 (1987) [E. N. Alekseev, L. N. Alekseeva, V. I. Volchenko, and I. V. Krivosheina, JETP Lett. 45, 589 (1987)].
  4. K. Hirata, T. Kajita, M. Koshiba, M. Nakahata, Y. Oyama, N. Sato, A. Suzuki, M. Takita, Y. Totsuka, T. Kifune, T. Suda, K. Takahashi, T. Tanimori, K. Miyano, M. Yamada, E. W. Beier, et al., Phys. Rev. Lett. 58, 1490 (1987).
  5. R. M. Bionta, G. Blewitt, C. B. Bratton, D. Casper, A. Ciocio, R. Claus, B. Cortez, M. Crouch, S. T. Dye, S. Errede, G. W. Foster, W. Gajewski, K. S. Ganezer, M. Goldhaber, T. J. Haines, T. W. Jones, et al., Phys. Rev. Lett. 58, 1494 (1987).
  6. T. Bronzini, S. Frasca, G. Pizzella, G. V. Pallottino, and G. Vannaroni, Nuovo Cimento C 8, 300 (1985).
  7. J. Weber, Phys. Rev. Lett. 22, 1320 (1969).
  8. E. Amaldi, P. Bonifazi, M. G. Castellano, E. Coccia, C. Cosmelli, S. Frasca, M. Gabellieri, I. Modena, G. V. Pallottino, G. Pizzella, P. Rapagnani, F. Ricci, and G. Vannaroni, Europhys. Lett. 3, 1325 (1987).
  9. M. Aglietta, A. Castellina, W. Fulgione, G. Trinchero, S. Vernetto, C. Castagnoli, P. Galeotti, O. Saavedra, E. Amaldi, S. Frasca, G. V. Pallottino, G. Pizzella, P. Rapagnani, F. Ricci, P. Astone, C. Cosmelli, et al., Nuovo Cimento C 14, 171 (1991).
  10. P. Galeotti and G. Pizzella, Eur. Phys. J. C 76, 426 (2016); arXiv: 1603.05076 [physics.gen-ph].
  11. P. Bonifazi, V. Ferrari, S. Frasca, G. V. Pallottino, and G. Pizzella, Nuovo Cimento C 1, 465 (1978).
  12. M. Aglietta, G. Badino, G. Bologna, C. Castagnoli, A. Castellina, W. Fulgione, P. Galeotti, O. Saavedra, G. Trinchero, S. Vernetto, E. Amaldi, C. Cosmelli, S. Frasca, G. V. Pallottino, G. Pizzella, P. Rapagnani, et al., Nuovo Cimento C 12, 75 (1989).
  13. D. H. Ezrow, N. S. Wall, J. Weber, and G. B. Yodh, Phys. Rev. Lett. 24, 945 (1970).
  14. В. С. Мурзин, Введение в физику космических лучей (Москва, Атомиздат, 1979).
  15. E. Amaldi and G. Pizzella, Nuovo Cimento C 9, 612 (1986).
  16. D. Javorsek II, P. A. Sturrock, R. N. Lasenby, A. N. Lasenby, J. B. Buncher, E. Fischbach, J. T. Gruenwald, A. W. Hoft, T. J. Horan, J. H. Jenkins, J. L. Kerford, R. H. Lee, A. Longman, J. J. Mattes, B. L. Morreale, D. B. Morris, et al., Astropart. Phys. 34, 173 (2010); arXiv: 1007.0924 [nucl-ex].
  17. J. H. Jenkins and E. Fischbach, Astropart. Phys. 31, 407 (2009).
  18. J. H. Jenkins, D. W. Mundy, and E. Fischbach, Nucl. Instrum. Methods A 620, 332 (2010).
  19. A. Parkhomov, J. Mod. Phys. 2, 1310 (2011).
  20. T. Mohsinally, S. Fancher, M. Czerny, E. Fischbach, J. T. Gruenwald, J. Heim, J. H. Jenkins, J. Nistor, and D. O’Keefe, Astropart. Phys. 75, 29 (2016).
  21. D. E. Alburger, G. Harbottle, and E. F. Norton, Earth Planet. Sci. Lett. 78, 168 (1986).
  22. E. D. Falkenberg, Apeiron 8, 32 (2001).
  23. E. Fischbach, V. E. Barnes, N. Cinko, J. Heim, H. B. Kaplan, D. E. Krause, J. R. Leeman, S. A. Mathews, M. J. Mueterthies, D. Neff, and M. Pattermann, Astropart. Phys. 103, 1 (2018); arXiv: 1801.03585.
  24. B. P. Abbott et al. (LIGO Scientific Collab. and Virgo Collab.), Phys. Rev. Lett. 119, 161101 (2017).
  25. B. P. Abbott, R. Abbott, T. D. Abbott, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, T. Adams, P. Addesso, R. X. Adhikari, V. B. Adya, C. Affeldt, M. Afrough, B. Agarwal, M. Agathos, K. Agatsuma, N. Aggarwal, et al., Astrophys. J. Lett. 848, L12 (2017).
  26. N. Agafonova, A. Malgin, and E. Fischbach; arXiv: 2107.00265 [nucl-ex].

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. События в Римском (RGA) (а) и Мэрилендском (MGA) (б) гравитационных детекторах во временной окрестности τ сигнала LSD в 2 ч 52 мин UT 23.02.1987. Вертикальными линиями на рис. а выделена область LSD-сигнала. Точечные кривые соответствуют средней температуре событий: а — Т = 29 К; б — Т = 31 К.

Скачать (104KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дифференциальные энергетические распределения 55 событий RGA в окрестности сигнала LSD в 2 ч 52 мин UT 23.02.1987 (гистограмма на рис. а) и его интегральный вид (б). Прямая линия на рис. б — exp(–T/) — соответствует = 29 K.

Скачать (92KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Дифференциальный спектр ионизационных потерь мюонов Nµ(ζ), измеренный на уровне моря (гистограмма на рис. а), и его интегральный вид Nµ(≥ ζ) (б) в относительных величинах. Параметр ζ = ε/εpr, где εpr — вероятная потеря энергии. Прямыми линиями на рис. а показана полуширина распределения ∆ζ = ∆ε = 0.52. Прямая линия на рис. б соответствует <ζ> = 0.41.

Скачать (96KB)
Метаданные
5. Рис. 4. То же, что и на рис. 2, но для 55 событий MGA. На рис. 4, б — exp(–T/) соответствует = 31 K.

Скачать (87KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024