Obserwatorium IceCube, wyjątkowe laboratorium fizyczne ukryte głęboko w lodzie Antarktyki, przeszło pierwszą poważną rozbudowę od 15 lat. Naukowcy dodali do detektora ponad 600 nowych czujników, rozszerzając go z 86 do 92 ciągów detektorów neutrin zlokalizowanych na kilometrze sześciennym lodu w pobliżu stacji badawczej Amundsen-Scott na biegunie południowym. Ta modernizacja ma na celu umożliwienie nowego zrozumienia najbardziej nieuchwytnych cząstek wszechświata i najbardziej niszczycielskich wydarzeń kosmicznych.
Polowanie na „cząsteczki duchów”
Neutrina, często nazywane „cząstkami duchami”, to prawie bezmasowe i bezładne cząstki subatomowe, które przechodzą przez materię z niewiarygodną łatwością. W każdej sekundzie ich biliony przelatują przez każdego człowieka na Ziemi. Są niezwykle trudne do wykrycia ze względu na brak interakcji z inną materią, co sprawia, że głęboki, przejrzysty lód na biegunie południowym jest idealnym środowiskiem. Obserwatorium działa na zasadzie wykrywania słabych błysków światła wytwarzanych podczas interakcji neutrin z lodem, tworząc cząstki wtórne.
Dlaczego neutrina mają znaczenie
Zrozumienie neutrin jest niezbędne do rozwikłania niektórych z najbardziej podstawowych tajemnic wszechświata. Powstają w procesach wysokoenergetycznych, takich jak Wielki Wybuch, synteza gwiazd i eksplozje supernowych. Badając je, naukowcy mogą zrekonstruować przeszłe wydarzenia, które ukształtowały kosmos. IceCube osiągnął już znaczący sukces:
- Udało się wyśledzić neutrino do odległego blazara (galaktyki z supermasywną czarną dziurą).
- Zrobił mapę rozmieszczenia materii w Drodze Mlecznej.
Modernizacja i jej cele
Amerykańska Narodowa Fundacja Nauki (NSF) sfinansowała modernizację, która obejmowała odwierty na głębokość ponad 1,6 km w lodzie Antarktyki w ciągu trzech sezonów terenowych (2023–2026). Sześć nowych ciągów obejmuje zaawansowane moduły czujników z wieloma fotosensorami.
Modernizacja ta umożliwi naukowcom:
- Popraw pomiar fluktuacji neutrin : Konwertuj neutrina na różne typy, zapewniając głębsze zrozumienie promieni kosmicznych.
- Wykryj więcej neutrin pozaplanetarnych : pochodzących z supernowych i innych źródeł wysokoenergetycznych spoza Układu Słonecznego.
- Kalibracja istniejących danych : Udoskonal dane zebrane w ciągu ostatnich 15 lat, aby uzyskać jeszcze większą dokładność.
Modernizacja IceCube to nie tylko zbudowanie większego detektora; zwiększa naszą zdolność słyszenia najsłabszych sygnałów wszechświata i uzyskiwania wglądu w zjawiska, które w przeciwnym razie pozostałyby ukryte.
Modernizacja obserwatorium IceCube stanowi znaczący postęp w fizyce wysokich energii, obiecując ujawnić więcej informacji na temat ukrytych sił i ekstremalnych zdarzeń we wszechświecie.
