Weltweit größte Neutrino-Observatorium am Südpol gebaut

Die weltweit größte Neutrino-Teleskop – hergestellt aus einem riesigen Würfel aus Eis am Südpol – zur Erkennung von subatomaren Teilchen nahe der Lichtgeschwindigkeit reisen abgeschlossen wurde, Forscher heute (20 Dezember) bekannt gegeben.

Bau des IceCube Neutrino-Observatorium endete Dez. 18 (New Zealand Zeit), obwohl sie bereits Daten auf den winzigen Partikel jahrelang gesammelt hat.

Neutrinos sind subatomare Teilchen, die in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit reisen. Einige Neutrinos kommen von der Sonne, andere stammen aus der kosmischen Strahlung mit der Erdatmosphäre und astronomische Quellen wie explodierende Sterne in der Milchstraße und anderen fernen Galaxien interagieren.

Billionen von Neutrinos Strom durch Ihren Körper zu einem bestimmten Zeitpunkt, aber sie interagieren selten mit regelmäßigen Materie. So bieten sie eine einzigartige Sonde in die heftigsten Prozesse im Universum von Neutronensternen und schwarzen Löchern. Sie können auch Einblicke in die dunkle Materie, der unsichtbaren Substanz aufdecken, dass Physiker macht den größten Teil der Materie im Universum denken.

Erkennung von subatomaren Teilchen

Neutrinos sind aber schwer zu fangen. So sind Wissenschaftler verwenden Eis und viel davon, für dieses seltene Neutrino zu sehen, die in eines der Atome, aus denen die Moleküle des Wasser-Eis stürzt.

Das Riesenfernrohr entstand im Eis der Antarktis Plateau am Südpol. Das letzte Stück des Bau endete mit dem Bohren der letzten 86 Löcher für die 5.160 optischen Sensoren, die jetzt installiert werden, um der Hauptdetektor bilden.

Solche Sensoren und Detektoren sehen für Myonen, die Partikel aus Neutrino-Eis-Atom Kollisionen entstehen. Im Ultra-transparente Eis, das in einer solchen Tiefe vorhanden ist, strahlt das Myon blaues Licht, der von IceCube optischen Sensoren erkannt wird. Das Myon bewahrt die Richtung des ursprünglichen Neutrinos, und als solche Punkte zu seiner kosmischen Quelle zurück.

Die Größe des Observatoriums – einem Kubikkilometer Eis – ist wichtig, denn es erhöht die Anzahl der möglichen Kollisionen, die beobachtet werden können. Darüber hinaus eignet sich die Art des Eises am Südpol zum Nachweis von seltenen Kollisionen. Die meisten Eis enthält Luftblasen und anderen Taschen, die Messungen verfälschen würden.

Aber am Südpol, es ist im Grunde eine riesige Gletscher fast völlig bestehend aus Wassereis. Das Eis dort unter extremem Druck, und wie immer mehr Schnee fällt, bekommt das Eis zerquetscht, bis es in seiner reinsten Form ist. Das bedeutet jede Menge Atome im Eis, die Wahrscheinlichkeit eines Absturzes zu erhöhen.
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Wie es gebaut wurde

4,8-Megawatt-Warmwasser-Bohrer, der mehr als 1,2 Meilen (2 Kilometer) in weniger als zwei Tagen ins Eis eindringen können wurde verwendet, um die Sternwarte. Nachdem die Eisdecke der Warmwasser-Bohrer durchbohrt, senkte Arbeiter optische Sensoren auf Kabel Saiten in tiefen zwischen 4.757 und 8.038 Fuß (1.450 und 2.450 m). Das Eis in diesen tiefen ist dunkel und sehr transparent.

Jedes Kabel-Zeichenfolge hat 60 Sensoren in der Tiefe; 86 Streicher bilden die wichtigsten IceCube-Detektor. Darüber hinaus sitzen vier weitere Sensoren auf der Spitze des Eis über jede Saite, bilden das IceTop-Array. Das IceTop-Array kombiniert mit dem IceCube-Detektor bilden die IceCube-Observatorium, dessen Sensoren erfassen die Neutrino-Interaktionen.

Im Gegensatz zu vielen großen Wissenschaftsprojekte begann IceCube Aufnahmedaten, bevor die Konstruktion abgeschlossen war. Jedes Jahr seit 2005, nach der ersten Bereitstellung Saison, nahm die neue Konfiguration des Sensors Saiten und Daten. Jedes Jahr als Detektor wuchs, mehr und bessere Daten seinen Weg vom Südpol zu Datawarehouses an der University of Wisconsin und auf der ganzen Welt, wo Wissenschaftler sie analysierten, gemacht.

"Auch in dieser schwierigen Phase des Projekts haben wir veröffentlicht Ergebnisse auf der Suche nach dunkler Materie und faszinierende Muster in Richtung" Ankunft "der kosmischen Strahlung gefunden. Bereits, die Messungen der atmosphärischen Neutrino-Strahl auf Energien von mehr als 100 TeV IceCube erweitert hat", sagte Francis Halzen, der Sternwarte Teamleiter in einem Release. "Mit der Fertigstellung des IceCube, sind wir auf unserem Weg zum erreichen ein Maß an Sensibilität, die möglicherweise erlauben uns, Neutrinos aus Quellen jenseits der Sonne zu sehen."

Das Observatorium Abschluss kulminiert eine ehrgeizige und komplexe multinationale wissenschaftliche Projekt. Der National Science Foundation beigetragen $ 242 Millionen gegenüber der gesamten Projektkosten von $ 279 Millionen. Die University of Wisconsin-Madison ist die Lead US-Institution für das Projekt.

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