Zajmuje kilometr sześcienny lodu na głębokości 2400 metrów pod powierzchnią Antarktydy i wykrywa neutrina. Dzięki teleskopowi IceCube naukowcy zaobserwowali już setki tych cząsteczek osiągających prędkość bliską prędkości światła. Liczą, że badania nad nimi pozwolą poznać ciemną materię, która według hipotez wypełnia sporą część Wszechświata, ale dotąd nie została odkryta eksperymentalnie.

Niedawne eksperymenty przeprowadzone w Wielkim Zderzaczu Hadronów, w wyniku których naukowcy z CERN ogłosili odkrycie nowej cząstki, która może być bozonem Higgsa (hipotetyczną cząstką elementarną, która zdaniem fizyków nadaje masę innym czasteczkom), zwróciły uwagę na IceCube – inne ogromne urządzenie, z którym pracują fizycy.

 

Jest to potężne narzędzie do wykrywania cząstek, znajdujące się na Biegunie Południowym, 2400 metrów pod lodem Antarktydy. Rejestruje interakcje niemal nieposiadających masy cząsteczek zwanych neutrinami, które poruszają się z prędkością bliską prędkości światła.

Powstają one podczas niezwykle gwałtownych procesów astrofizycznych, takich jak wybuchy gwiazd, rozbłyski gamma czy zjawiska katastrofalne z udziałem czarnych dziur i gwiazd neutronowych.

86 potężnych strun w głębi lodu

IceCube to w istocie sieć wykrywaczy światła umieszczonych w kilometrze sześciennym lodu. Składa się z 86 strun, które wprowadzono w głąb lodu, dokonując specjalnych odwiertów gorącą wodą. Na każdej strunie jest umieszczonych 60 cyfrowych modułów optycznych (Digital Optical Module – DGM) wielkości piłki do koszykówki.

Kiedy w lodzie dochodzi  do interakcji neutrinów – które są wszędzie – powstają naładowane cząstki, które następnie wytwarzają światło – a ono może być wykryte.

Lód działa jak siatka izolująca neutrina, dzięki czemu jest łatwiej je obserwować. Chroni również teleskop przed potencjalnym szkodliwym promieniowaniem.

Przez neutrina do ciemnej materii?

– Jesli w naszej galaktyce gaśnie supernowa, to używając IceCube można wykryć setki neutrin. Nie będziemy mogli ich zobaczyć indywidualnie, ale cały detektor rozświetli się jak ogromny pokaz sztucznych ogni – wyjaśnia Jenni Adams, fizyk z University of Canterbury w Nowej Zelandii, która uczestniczy w pracach IceCube.

Naukowcy badają te cząstki o niezwykle wysokiej energii, żeby odkryć ich pochodzenie. Liczą, że dzięki temu będzie można będzie lepiej poznać procesy zachodzące w kosmosie, szczególnie w niewidocznych częściach wszechświata znanych jako ciemna materia (hipotetyczna materia nieemitująca i nieodbijająca promieniowania elektromagnetycznego, której istnienie zdradzają jedynie wywierane przez nią efekty grawitacyjne). 

Przed ukończeniem trwającej 10 lat budowy IceCube w 2010 r., naukowcy zaobserwowali tylko 14 neutrinów. Dzięki wykorzytsaniu tego instrumentu w połączeniu z innym teleskopem znajdującym się na Morzu Śródziemnym wykryto setki neutriów. Wszystkie one powstały w ziemskeij atmosferze, ale naukowcy pracujący przy IceCube mają nadzieję wykryć także te pochodzące z kosmosu.

Źródło: Reuters, icecube.wisc.edu, tm, hasylab.desy.de

Polecane: