Seit den 1950er Jahren und dem Beginn des „Weltraumrennens“ wollten Wissenschaftler Astronomie und Teilchenphysik mit hochenergetischen Neutrinos praktizieren. Tief in den gefrorenen Ödlanden am Südpol wird das extremste Teleskop der Welt nach Neutrinos aus den gewalttätigsten astrophysikalischen Quellen unseres Universums suchen.
Diese unglaublich kleinen Teilchen, die als Neutrinos bekannt sind, entstehen durch den Zerfall radioaktiver Elemente und Elementarteilchen wie Pionen. Im Gegensatz zu Photonen oder geladenen Teilchen stammen Neutrinos aus tief in explodierenden Sternen, Gammastrahlenausbrüchen und kataklysmischen Phänomenen, an denen Schwarze Löcher und Neutronensterne beteiligt sind, und bahnen sich ihren Weg durch unser Universum, ohne erfasst und untersucht zu werden. Nichts hält ein Neutrino auf ... Es sei denn, es stößt im Eis gegen ein Atom.
Wenn das seltene Neutrino mit einem Atom im ultra-transparenten Eis kollidiert, erzeugt es ein Myon, das wiederum blaues Licht ausstrahlt. Durch Beobachtung dieser Fluoreszenz kann der Wissenschaftler dann den Weg des Myons und damit den Weg des Neutrinos erfassen. Aber diese Art von Arbeit erfordert wirklich das Sehen im Dunkeln - totale Dunkelheit. Durch die Verwendung der Erde als eine Art optische Teleskopröhrenanordnung können Neutrinos in den Nordpol eintreten, genau wie Photonen in eine primäre Objektivlinse eintreten. Wenn sie mit dem reinen, nicht kontaminierten Eis am Südpol der Erde interagieren, ist es fast so, als würden sie die sekundäre Optik eines Teleskops erreichen. Die Erde selbst hält wie eine optische Röhre streunende Photonen fern und die mit dem Myon erzeugte Fluoreszenz kann dann gesammelt und untersucht werden.
Was ist die ganze Aufregung um Neutrinos? Sagen Sie Project IceCube: „Die grundlegende Motivation besteht darin, unser Universum zu verstehen, insbesondere was die energiereichsten Motoren im Kosmos antreibt und das Bombardement der Erde mit kosmischen Strahlen antreibt. Wir wollen auch die Natur der Dunklen Materie verstehen. Am Ende machen wir nur 4% des Inventars des Universums aus, während Dunkle Materie 23% ausmacht. Dies sind Motivationen, die vor allem von Neugierde getrieben werden, vom Traum der Menschheit, unsere Ursprünge, unseren Platz im Kosmos und eine ferne Zukunft zu verstehen, die weit über unseren menschlichen Horizont hinausgeht. “
Kurz gesagt, IceCube ist ein cooles Teleskop!
Dieses Material basiert auf Arbeiten, die von der National Science Foundation unter den Grant-Nummern OPP-9980474 (AMANDA) und OPP-0236449 (IceCube) der University of Wisconsin-Madison unterstützt werden. Foto von Daan Hubert / NSF
