Лед как гигантский детектор: как ученые превратили лед Антарктиды в телескоп

Как работает телескоп?

Нейтрино образуются при ядерных реакциях и распаде частиц по всему Космосу. Они практически не имеют массы, не несут электрического заряда и очень редко взаимодействуют с обычной материей.

Вместо прямого наблюдения за нейтрино, IceCube фиксирует результаты их редких столкновений с атомами льда:

• В результате взаимодействия возникают заряженные вторичные частицы.
• Они двигаются сквозь лед и излучают синее излучение Вавилова-Черенкова.
• Этот свет фиксируют более 5000 оптических сенсоров, вмороженных в прозрачный и стабильный антарктический лед.

Почему потребовалось обновление оборудования?

Природный лед содержит пыль и кристаллы, которые рассеивают и преломляют световые лучи. Чтобы повысить точность измерений, ученые добавили сотни новых сенсоров, которые в 2-3 раза чувствительнее прошлого поколения.

Также ученые установили новые калибровочные приборы. Они позволят более точно измерить оптические свойства льда вокруг обсерватории и переоценить накопленный архив данных за 15 лет наблюдений.

В Антарктиде обновили уникальный телескоп IceCube за 53 миллиона долларов (схема: IceCube Observatory)

Что IceCube поможет открыть ученым?

Отслеживание направления и энергии нейтрино позволяет установить источники мощных взрывов во Вселенной.

Каких именно?

Слияние черных дыр и нейтронных звезд: сочетание данных о нейтрино с гравитационными волнами раскроет механизмы ускорения частиц во время космических катастроф.

Взрывы галактических сверхновых: нейтрино вырываются из недр угасающей звезды практически мгновенно, в то время как свет застревает в газе и пыли.

Детекция нейтринного всплеска станет для астрономов ранним предупреждением, позволяя направить оптические телескопы на снова еще до появления первого видимого света.

Гамма-вспышки: обнаружение нейтрино от этих взрывов предоставит первые прямые доказательства того, что именно гамма-вспышки являются источником космических лучей сверхвысоких энергий.