Od 50. let 20. století a od počátku „vesmírných závodů“ chtěli vědci praktikovat astronomii a částicovou fyziku pomocí vysokoenergetických neutrin. Co jim tedy brání? K tomu je potřeba postavit kilometrovou observatoř, kterou předpovídají. Vstupte do IceCube, nového revolučního designu v dalekohledech pro detekci neutrin. Hluboko v zamrzlých pustinách na jižním pólu bude nejextrémnější dalekohled světa hledat neutrina z nejnásilnějších astrofyzikálních zdrojů našeho vesmíru.
Tyto nemožně malé částice známé jako neutrina vznikají rozpadem radioaktivních prvků a elementárních částic jako např piony . Na rozdíl od fotonů nebo nabitých částic pocházejí neutrina hluboko uvnitř explodujících hvězd, gama záblesky a kataklyzmatické jevy zahrnující černé díry a neutronové hvězdy a prorazit si cestu celým naším vesmírem, vyhýbat se zachycení a studiu. Nic nezastaví neutrino... Pokud nenarazí na atom v ledu.
Když se vzácné neutrino srazí s atomem v ultraprůhledném ledu, vytvoří a chtít která zase vyzařuje modré světlo. Pozorováním této fluorescence pak může vědec detekovat dráhu mionu a následně dráhu neutrina. Ale tento druh práce opravdu vyžaduje vidění ve tmě – úplné tmě. Použitím Země jako typu sestavy optické trubice dalekohledu mohou neutrina vstoupit na severní pól stejně jako fotony do primární čočky objektivu. Když interagují s čistým, nekontaminovaným ledem na jižním pólu Země, je to jako dosáhnout sekundární optiky dalekohledu. Samotná Země, jako optická trubice, udržuje zbloudilé fotony pryč a fluorescenci produkovanou miony lze pak shromažďovat a studovat.
Co je tedy všechen ten povyk kolem neutrin? Řekněte Project IceCube: „Základní motivací je pochopit náš vesmír, konkrétně to, co pohání nejúčinnější motory ve vesmíru a pohání bombardování kosmické paprsky k Zemi. Chceme také porozumět povaze Temná hmota . Na konci, materiál, ze kterého jsme vyrobeni, tvoří pouze 4% inventáře vesmíru, zatímco temná hmota je 23%. Jsou to motivace, které jsou dominantně poháněny zvědavostí, snem lidstva porozumět svému původu, našemu místu ve vesmíru a daleké budoucnosti daleko za našimi lidskými horizonty.“
Stručně řečeno, IceCube je skvělý dalekohled!
Tento materiál je založen na práci podporované National Science Foundation v rámci grantů č. OPP-9980474 (AMANDA) a OPP-0236449 (IceCube), University of Wisconsin-Madison. Foto Daan Hubert/NSF