Siden 1950'erne og begyndelsen af "rumløbet" har videnskabsmænd ønsket at praktisere astronomi og partikelfysik ved hjælp af neutrinoer med høj energi. Dybt inde i de frosne ødemarker på Sydpolen vil verdens mest ekstreme teleskop søge efter neutrinoer fra vores universets mest voldelige astrofysiske kilder.
Disse umulige små partikler kendt som neutrinoer produceres ved henfald af radioaktive elementer og elementære partikler såsom pioner. I modsætning til fotoner eller ladede partikler stammer neutrinoer dybt inde i eksploderende stjerner, gammastråle-bursts og kataklysmiske fænomener, der involverer sorte huller og neutronstjerner og gør deres vej gennem hele vores univers, hvorved man undgår fangst og undersøgelse. Intet stopper et neutrino ... Medmindre det går ned i et atom i isen.
Når den sjældne neutrino kolliderer med et atom i den ultratransparente is, producerer den en muon, der igen udstråler blåt lys. Ved at observere denne fluorescens kan videnskabsmanden derefter opdage muonens sti og til gengæld neutrinoens vej. Men denne slags arbejde kræver virkelig at man ser i mørket - total mørke. Ved at bruge Jorden som en type teleskopoptisk rørsamling, kan neutrinoer trænge ind i Nordpolen, ligesom fotoner trænger ind i en primær objektivlinse. Når de interagerer med den rene, uforurenede is på Jordens sydpol, er det meget som at nå et teleskops sekundære optik. Jorden selv holder ligesom et optisk rør bort vandrede fotoner væk, og fluorescensen produceret med muon kan derefter opsamles og studeres.
Så hvad er alt det ophidsede med neutrinoer? Sig projekt IceCube: ”Den grundlæggende motivation er at forstå vores univers, specifikt hvad der driver de mest energiske motorer i kosmos og brænder bombardementet af kosmiske stråler til Jorden. Vi vil også forstå arten af Dark Matter. I slutningen er de ting, som vi er lavet af, kun 4% af universets beholdning, mens Dark Matter er 23%. Dette er motiver, der dominerende er drevet af nysgerrighed, af menneskehedens drøm om at forstå vores oprindelse, vores plads i kosmos og en langt fremtid langt ud over vores menneskelige horisonter. ”
Kort sagt, IceCube er et cool teleskop!
Dette materiale er baseret på arbejde støttet af National Science Foundation under Grant nr. OPP-9980474 (AMANDA) og OPP-0236449 (IceCube), University of Wisconsin-Madison. Foto af Daan Hubert / NSF
