Неуловимые сверхвысокоэнергетические нейтрино – «призрачные» частицы, которые проходят по Вселенной расстояния космологического масштаба – позволят наблюдать Вселенную в самом высокоэнергетическом диапазоне. Обнаружение этих частиц представляет большие сложности, однако новая гигантская радиообсерватория Giant Radio Array for Neutrino Detection (GRAND), представляющая собой детектор нейтрино нового поколения, позволит регистрировать неуловимые нейтрино.

Высокоэнергетические нейтрино в космосе образуются при взаимодействиях со средой загадочных космических лучей сверхвысоких энергий (до 10^20 электронвольт и выше) и несут в себе информацию о происхождении этих лучей, включая количество и распределение их источников. Сегодня ученые не могут определить природу источников космических лучей сверхвысоких энергий другими способами, поскольку эти лучи представляют собой потоки заряженных частиц, интенсивно взаимодействующих с отклоняющими их магнитными полями при движении по Вселенной. После многократных отклонений определить направление на источник лучей не представляется возможным, однако нейтрино представляют собой нейтральные частицы, поэтому на них магнитные поля не действуют, пояснили участники проекта GRAND.

Сеть радиоантенн GRAND будет включать в конечном счете 200 000 тарелок, расположенных на территории общей площадью 200 000 квадратных километров. Механизм обнаружения сверхвысокоэнергетических нейтрино включает регистрацию радиоизлучения, возникающего при прохождении этой частицы сквозь Землю. Поскольку далеко не все сверхвысокоэнергетические нейтрино распадаются с испусканием радиоволн при прохождении сквозь нашу планету, регистрируемый поток радиоизлучения имеет очень низкую плотность, и для надежного определения необходимо застроить антеннами огромные площади, пояснили представители проекта.

Обсерватория GRAND будет вводиться в эксплуатацию поэтапно: на этапе GRANDProto300 массив будет состоять всего лишь из 300 антенн, на этапе GRAND10k – включать 10 000 антенн, а на заключительном этапе под названием GRAND200k – состоять из 200 000 тарелок. Этап GRAND200k планируется завершить в 2030-е гг. Кроме большого научного значения, обсерватория GRAND также может стать успешным примером тесного международного сотрудничества в научной сфере под руководством Китая.