Het IceCube Neutrino Observatory, een uniek natuurkundig laboratorium diep begraven in het Antarctische ijs, heeft zijn eerste grote uitbreiding in 15 jaar ondergaan. Wetenschappers hebben meer dan 600 nieuwe sensoren aan de detector toegevoegd, waardoor deze is gegroeid van 86 naar 92 reeksen neutrinodetectoren, verspreid over een kubieke kilometer ijs nabij het Amundsen-Scott Zuidpoolonderzoeksstation. Deze upgrade heeft tot doel nieuwe inzichten te ontsluiten in enkele van de meest ongrijpbare deeltjes en gewelddadige kosmische gebeurtenissen in het universum.
De jacht op ‘spookdeeltjes’
Neutrino’s, vaak ‘spookdeeltjes’ genoemd, zijn vrijwel massaloze en ladingloze subatomaire deeltjes die met ongelooflijk gemak door de materie gaan. Elke seconde stromen er biljoenen door elke persoon op aarde. Het detecteren ervan is een enorme uitdaging vanwege hun gebrek aan interactie met andere materie, waardoor het diepe, heldere ijs van de Zuidpool een ideale omgeving is. Het observatorium werkt door de zwakke lichtflitsen te detecteren die worden geproduceerd wanneer neutrino’s wel interageren met het ijs, waardoor secundaire deeltjes ontstaan.
Waarom neutrino’s belangrijk zijn
Het begrijpen van neutrino’s is van cruciaal belang voor het ontrafelen van enkele van de meest fundamentele mysteries van het universum. Ze ontstaan bij hoogenergetische processen zoals de oerknal, stellaire fusie en supernova-explosies. Door ze te bestuderen kunnen wetenschappers gebeurtenissen uit het verleden reconstrueren die de kosmos hebben gevormd. IceCube heeft al belangrijke doorbraken geboekt:
– Met succes een neutrino getraceerd naar een verre blazar (een superzwaar zwart gatstelsel).
– De verdeling van materie binnen de Melkweg in kaart gebracht.
De upgrade en zijn doelen
De Amerikaanse National Science Foundation (NSF) financierde de upgrade, waarbij gedurende drie veldseizoenen (2023-2026) ruim anderhalve kilometer in het Antarctische ijs werd geboord. De zes nieuwe strings bevatten geavanceerde detectormodules met meerdere fotosensoren.
Deze verbetering zal wetenschappers in staat stellen om:
– Verbeter de meting van neutrino-oscillaties : de transformatie van neutrino’s in verschillende typen, waardoor een beter inzicht in kosmische straling ontstaat.
– Detecteer meer extraplanetaire neutrino’s : van supernova’s en andere energierijke bronnen buiten ons zonnestelsel.
– Kalibreer bestaande gegevens : Verfijn de gegevens die de afgelopen 15 jaar zijn verzameld voor een nog grotere nauwkeurigheid.
De IceCube-upgrade gaat niet alleen over het bouwen van een grotere detector; het gaat over het aanscherpen van ons vermogen om naar de meest subtiele signalen van het universum te luisteren en inzichten te verwerven in verschijnselen die anders verborgen zouden blijven.
De upgrade van het IceCube Neutrino Observatory betekent een belangrijke stap voorwaarts in de hoogenergetische astrofysica en belooft meer te onthullen over de verborgen krachten en extreme gebeurtenissen in het universum.
