Az "Ice Cube" szeszes részecskéket keres

A Neutrino teleszkóp az IceCube fontos mérföldkövet ér el

Detektorgolyók a jég alatt - IceCube / Steve Yunck
felolvasta

Az IceCube, egy köbkilométer nagyságú neutrino távcső felállítása a déli pólus jégében elérte az első mérföldkövet: Az Antarktiszi kemény munkakörülmények között egy nemzetközi tudósok, mérnökök és technikusok csoportjának sikerült megszereznie a távcső első fontos részét az örökkévaló jégben. telepítés: hosszú távú, 60 optikai detektorral leengedett egy jég 2, 4 km-es lyukába.

Befejezése után a 272 millió dolláros távcső, összesen körülbelül 70 ilyen "húrból" lesz a legnagyobb tudományos műszer, amelyet valaha építettek. Az IceCube célja a szellemképes, nagy energiájú részecskék észlelése a világ mélységéből, kozmikus neutrinóknak nevezzük. Ez új ablakot nyit a világűrbe a tudósok számára, és lehetővé teszi számukra, hogy felfedezzék a kozmikus sugárzás titokzatos eredetét.

Nemzetközi együttműködés

Az IceCube egy nemzetközi együttműködési projekt, amelyben több mint 20 kutatószervezet vesz részt az Egyesült Államokból, Németországból, Svédországból, Belgiumból, Hollandiából, az Egyesült Királyságból, Japánból és Új-Zélandból. Németországból ezek a DESY kutatóközpont, amelynek szomszédságában található a berlini Zeuthen, valamint Berlin, Dortmund, Mainz és Wuppertal egyetemei. A távcső legnagyobb részét és felépítését a Nemzeti Tudományos Alapítvány (NSF) finanszírozza, az európai partnerek hozzájárulásával 30 millió dollár járul hozzá.

Szorosan együttmûködve a DESY és a német egyetemek az elkövetkezõ hat évben az Antarktisz jégére telepítendõ körülbelül 4200 optikai modul több mint negyedét gyártják és szállítják. Ebből a röplabda méretű üveggolyóból 1300 darabot, amelyek mindegyike rendkívül érzékeny fénydetektorral és kifinomult elektronikájával rendelkezik, építik és tesztelik a DESY-ben, Zeuthenben. "Az IceCube első hawser-jében, amelyet január végén sikerült leengedni a jégbe, már nyolc optikai modult gyártanak Zeuthenben" - magyarázza Rolf Nahnhauer fizikus, aki a modulok gyártásáért felelõs a DESY-nál.

A zsinór beszereléséhez egy 2, 4 kilométer mély lyukat ki kellett fúrni az Antarktiszi jégbe egy új forróvizes fúróval. "Az detektorok ezután a helyükön fagynak a jégen" - magyarázza Nahnhauer. "Az első húr nagyszerűen működik, a hawker és a felszíni tartályok adatai már átkerülnek az északi féltekébe."

Elfogták a kozmikus sugárzást

Az IceCube távcső a déli pólus kristálytiszta jégét keresi nagy energiájú kozmikus neutrinók nyomainak keresésére - kísérteties részecskékre, amelyek olyan hatalmas kozmikus események során keletkeznek, mint az ütköző galaxisok, távoli fekete lyukak, kvazárok és más jelenségek világegyetemünk szélességében. A kozmikus sugárzás, amely nagyrészt protonokat tartalmaz, valószínűleg szintén ilyen események során keletkezik. A protonokat azonban elvonja az űrben levő mágneses mező, így a kutatók nem tudják visszavezetni pályajukat a származási helyükre. A kozmikus neutrinók viszont milliárd fényévnyi távolságot tudnak átvinni az űrben anélkül, hogy a csillagok, galaxisok és a csillagközi csillagközi mágneses mezők abszorbeálnák vagy elvonnák őket.

Ennélfogva a tudósok egyedülálló információt ígérnek a korai világegyetemről és az abban zajló óriási eseményekről. De ez a "kísértetiesség" rendkívül megnehezíti a kozmikus neutrinók bizonyítását. Annak érdekében, hogy csak néhányat megfigyelhessék, szükség van hatalmas detektorokra, amelyeket mélyen a felület alá kell építeni, hogy zavaró háttér sugárzás, például fény vagy normál kozmikus sugárzás ellen lehessen lőni őket. védett.

A legnagyobb részecskedetektor a világon

Egy köbkilométer detektormennyiséggel az IceCube lesz a legnagyobb részecskedetektor, amelyet valaha építettek. El fogja árnyékolni az összes létező neutrinodetektorot: az IceCube harmincszor nagyobb lesz, mint az AMANDA Antarktisz Muon és Neutrino Detector Array, amelyhez körül van telepítve. Míg az AMANDA már 30-szor nagyobb, mint a híres neutrinodetektor, a Super Kamiokande, amely adatokat vesz egy japán aknában. 1997 óta az AMANDA már több mint 4000 neutrinot regisztrált. Mindeddig azonban ezeknek a neutrínóknak az égboltja nem tartalmaz egyértelmű bizonyítékot a földön kívüli eredetű neutrínókról, ezért úgy gondolják, hogy ezek többsége a Föld légkörében zajló nukleáris reakciókból származik.

A tudósok remélik, hogy az IceCube segítségével tisztázzák a távoli kozmikus események neutrínóinak nyomait. "Az események listája, amelyet remélünk, hogy megtalálhatunk az IceCube segítségével, hosszú - kezdve a neutrinóktól kezdve a hatalmas kozmikus részecskegyorsítóktól a sötét anyag jelein, amelyek kitöltik az univerzumunkat" - magyarázza Christian Spiering, a DESY, az AMANDA európai szóvivője és az IceCube csapat egyik vezető tagja. "De természetesen azt szeretnénk, hogy a mi esetünkben pontosan ez történt, amikor szinte minden alkalommal új ablak nyílik meg, hogy megfigyeljük a világegyetemet - hogy látunk valami újat, még ma sem tudjuk elképzelni. "

Miután az IceCube csapatnak először fel kellett állítania a teljes projektet a S dpol-ban, fel kellett helyeznie a felszerelést a felszínre és kipróbálnia a hatalmas új fúrót, az év folyamán maradtak Összességében az Antarktiszi nyárnak csak két hete volt az, hogy fúrja az első lyukat a jégbe, és engedje le az első zsinórt. A cél az, hogy a következő három év havi nyári periódusának körülbelül felében tíz vagy több húrra fúrjon lyukakat. telepíteni.

(Német elektronszinkrotron DESY, 2005.02.17. - NPO)