Телескоп во льдах. Как на Южном полюсе рождалась новая астрономия. Марк Боуэн
ней, были масштабными и смелыми, как и сам Дейв Шрамм. В течение первых пяти лет проект выживал только благодаря материнской заботе небольшой группы первопроходцев. Единственным, кто был сосредоточен исключительно на этом проекте, был Артур Робертс, получавший финансовую поддержку от Роберта Уилсона, «ковбоя» из Вайоминга, управлявшего лабораторией «Фермилаб». Другие участники жили на гранты от других проектов, таких как E 1A, и развивали DUMAND в свободное время. Хотя это название позднее было присвоено вполне конкретному инструменту, DUMAND был и, по сути, остается концепцией, объединяющей подводную и подземную нейтринную астрономию во всех ее формах227. Будет вполне справедливым сказать, что практически любое достижение в области нейтринной астрономии за последние четыре десятилетия так или иначе плод именно этой концепции. Ученые даже подумывали об использовании полярного льда в качестве рабочей среды проекта, однако отказались от этой идеи, поскольку понимали, что не смогут справиться с логистикой в полярных регионах – единственных местах на Земле, где ледяной покров обладает достаточной толщиной, чтобы не пропускать космические лучи. Много лет спустя даже те из участников IceCube, кто слышал о DUMAND совсем немногое, отдают этому проекту должное. Боб Морс отмечает, что влияние DUMAND было настолько велико, что при разработке AMANDA ученые даже скопировали некоторые ошибки предшественника!
Артур Робертс представил первые идеи по разработке проекта на международной конференции по вопросам нейтрино в немецком городе Ахен в июне 1976 года228. Ученые создали три фундаментальные концепции и наделили их мифологическими названиями: UNDINE (UNderwater Detection of Interstellar Neutrino Emission – «подводное детектирование межзвездного нейтринного излучения»)229, ATHENE (ATmospheric High Energy Neutrino Experiment – «эксперимент с атмосферными высокоэнергетическими нейтрино») и UNICORN (UNderwater Interstellar Cosmic-Ray Neutrinos – «подводные межзвездные нейтрино из космических лучей»).
Одно из их первых прозрений заключалось в том, что для изучения нейтрино с различными уровнями энергии требуются различные инструменты и что более высокие уровни энергии требуют более крупных инструментов. Это следовало из факта, что мюоны с низкой энергией проходят меньшее расстояние в изучаемой среде, чем мюоны с высокой энергией, а также отдают меньше света, поскольку прежде всего у них имеется меньше энергии для его излучения. Размер каскада, создаваемого электронным нейтрино, будет расти с ростом энергии.
UNDINE, самая маленькая по масштабу из трех концепций, была призвана выявлять низкоэнергетические нейтрино в диапазоне от нескольких миллионов до примерно 100 миллионов электрон-вольт. Такие нейтрино излучаются Солнцем и ближайшей к нам сверхновой – последнее было явлением более интересным с научной точки зрения, но, конечно, более редким. Принято считать, что сверхновые зарождаются в нашей галактике, Млечном Пути, в среднем один раз в 50 лет, однако это событие часто остается не замеченным оптическими телескопами, поскольку сверхновые закрыты от последних за облаками