Sinds de jaren 1950 en het begin van de "ruimterace" wilden wetenschappers astronomie en deeltjesfysica beoefenen met behulp van hoogenergetische neutrino's. Diep in de bevroren woestenijen op de zuidpool gaat de meest extreme telescoop ter wereld op zoek naar neutrino's uit de meest gewelddadige astrofysische bronnen van ons universum.
Die onmogelijk kleine deeltjes die bekend staan als neutrino's worden geproduceerd door het verval van radioactieve elementen en elementaire deeltjes zoals pionen. In tegenstelling tot fotonen of geladen deeltjes, ontstaan neutrino's diep in exploderende sterren, gammastraaluitbarstingen en catastrofale verschijnselen met zwarte gaten en neutronensterren en banen ze zich een weg door ons heelal, waardoor ze niet kunnen worden opgevangen en bestudeerd. Niets houdt een neutrino tegen ... tenzij het in ijs in een atoom neerstort.
Wanneer de zeldzame neutrino botst met een atoom in het ultra-transparante ijs, produceert het een muon dat op zijn beurt blauw licht uitstraalt. Door deze fluorescentie te observeren, kan de wetenschapper vervolgens het pad van de muon detecteren en op zijn beurt het pad van de neutrino. Maar dit soort werk vereist echt zien in het donker - totaal donker. Door de aarde te gebruiken als een soort optische buisassemblage van een telescoop, kunnen neutrino's de Noordpool binnengaan, net zoals fotonen een primaire objectieflens binnenkomen. Wanneer ze interageren met het pure, onbesmette ijs op de zuidpool van de aarde, lijkt het veel op het bereiken van de secundaire optiek van een telescoop. De aarde zelf houdt, net als een optische buis, losse fotonen weg en de fluorescentie die met het muon wordt geproduceerd, kan vervolgens worden verzameld en bestudeerd.
Dus wat is het gedoe met neutrino's? Zeg Project IceCube: “De basismotivatie is om ons universum te begrijpen, met name wat de meest energetische motoren in de kosmos aandrijft en het bombardement van kosmische straling naar de aarde voedt. We willen ook de aard van Dark Matter begrijpen. Aan het einde is het materiaal waaruit we zijn gemaakt slechts 4% van de inventaris van het universum, terwijl donkere materie 23% is. Dit zijn overwegingen die voornamelijk worden gedreven door nieuwsgierigheid, door de droom van de mensheid om onze oorsprong, onze plaats in de kosmos en een verre toekomst te begrijpen die veel verder gaat dan onze menselijke horizon. '
Kortom, IceCube is een coole telescoop!
Dit materiaal is gebaseerd op werk dat wordt ondersteund door de National Science Foundation onder Grant nrs. OPP-9980474 (AMANDA) en OPP-0236449 (IceCube), University of Wisconsin-Madison. Foto door Daan Hubert / NSF
