Neutrino diagram

Jakten på neutriner går under Sydpolen

En avancerad neutrindetektor ska avslöja gåtfulla partiklar med hjälp av indirekt strålning.

21 mars 2011

Neutriner är små partiklar nästan utan massa, vilka bland annat bildas i samband med våldsamma händelser som supernovautbrott. Neutriner kallas spökpartiklar, eftersom de kan passera rakt genom jorden. Denna egenskap gör dem naturligt nog svåra att detektera, men det ska man råda bot på med det nya IceCubeobservatoriet vid Amundsen-Scottbasen på Sydpolen.

Neutriner kan inte observeras direkt, eftersom de väldigt sällan reagerar med vanliga ämnen. När de emellertid strömmar upp genom Sydpolens tjocka ismantel, kolliderar en del av dem med isens syreatomer. Därvid bildas partiklar som kallas myoner, och de fortsätter i nästan samma riktning som den ursprungliga neutrinen. I motsats till neutriner är myoner ganska lätta att observera. De rör sig nämligen snabbare genom isen än till och med ljuset och kvarlämnar därför ett blåaktigt sken som kallas cerenkovstrålning. Denna strålning kan observeras med hjälp av över 5000 fotodetektorer fördelade på 86 kablar.

Icecube sensor

För att kunna genomföra mätningarna är IceCube uppförd på en plats, där isen är särskilt ren och genomskinlig. Projektet, som har kostat omkring en halv miljard kronor, var startklart i december. Utrustningen håller nu på att testas och kalibreras och förväntas kunna tas i bruk våren 2011.

Drill hole, Icecube lab

En grundlig testning är viktig, eftersom myoner också kan uppstå på andra sätt än genom neutrinkollisioner, speciellt när kosmisk strålning träffar atmosfären eller isen. Dessa myoner är en miljon gånger vanligare än de neutrinskapade, men de kan sorteras bort, eftersom de inte rör sig uppåt – de utgör det som astronomerna kallar bakgrundsbrus. När detta bakgrundsbrus är borttaget, räknar man med att det kommer att finnas en rest på runt 75 neutrinskapade myoner per dag kvar. Det är en mycket liten mängd att basera astronomiska observationer på, så det blir en utmaning för astronomerna att tolka mätningarna från IceCube.

Sensorerna döljs i isen

Med hjälp av en särskild borr, Hot Water Drill, har man borrat hål till 86 kablar med ett inbördes avstånd av 70 meter. På varje kabel har man fäst en rad optiska sensorer, som kan registrera den så kallade ­cerenkovstrålningen. Strålningen avges av myoner, som uppstår när neutriner stöter samman med syreatomer i isen. På så sätt upptäcks neutrinerna.

  • IceCube-laboratoriet (A) Säkerhetslager av is (B) Berggrund (C)

Läs också

PRENUMERERA PÅ ILLUSTRERAD VETENSKAPS NYHETSBREV

Du kan ladda ned ditt gratis specialnummer, Vår extrema hjärna, så snart du har beställt vårt nyhetsbrev.

Kanske är du intresserad av...

Hittade du inte vad du söker? Sök här: