Ледяная астрономия: Подледный лов нейтрино
Именно здесь, в антарктических льдах, международная группа, объединившая ученых и инженеров из 33-х институтов и вузов, трудится над сооружением крупнейшего в мире детектора нейтрино. Получивший название IceCube («Ледяной куб»), к моменту завершения работ, которое запланировано на 2011 г., детектор займет около 1 куб. км — и станет самым чувствительным из подобных инструментов. «IceCube даст нам массу информации о некоторых весьма суровых и далеких событиях в космосе», — поясняет один из руководителей проекта Томас Гессье (Thomas Gaisser)
В отличие от традиционных телескопов, основу которых составляют большие, направленные в небо линзы, IceCube представляет собой «нить» длиной в километр, на которую «нанизаны» 60 оптических детекторов. Такие бусы вморожены в антарктический лед, спускаясь на глубину более 1,5 км — и на верхней их части устанавливаются контейнеры IceTop, заполненные 2,2 куб. м воды, где располагается еще пара оптических детекторов. Вода эта должна замерзнуть, превратившись в лед почти идеальной структуры, без включений в виде пузырьков или трещинок. По оценкам ученых, процесс этот потребует медленного замерзания — около 7 недель.
Нейтрино — одни из фундаментальных частиц материи, но они очень легки, не несут заряда и потому чрезвычайно слабо взаимодействуют с веществом. Без каких-либо последствий для нас с вами каждую секунду через наше тело свободно проходят многие триллионы таких частиц. По той же причине они путешествуют в космосе на весьма значительные расстояния, не «сбиваясь с курса», просто пролетая сквозь встретившиеся планеты. А основным источником нейтрино считаются самые высокоэнергетические объекты Вселенной — скажем, аккреционный диск материи, падающей в недра массивной черной дыры.
«Уловить» нейтрино не сможет и IceCube, но детектору этого и не требуется. Надежно укрытые от всякого рода излучения и других воздействий толщей льда, его элементы, по сути, находятся в полной темноте. И лишь изредка некоторые нейтрино, пролетая сквозь всю Землю и случайно столкнувшись с частицами ее вещества, вызывают краткие и слабые вспышки, которые фиксирует IceCube. Вся информация тут же передается на лабораторный компьютер, расположенный неподалеку, на той же антарктической станции. Исходя из свойств вспышки ученые могут воссоздать траекторию и некоторые параметры первоначальной частицы.
Сейчас работы на IceCube идут полным ходом: инженеры вовсю используют установившийся в Антарктике круглосуточный полярный день. На ледяном холоде и пронизывающем ветру три команды «бурильщиков» безостановочно трудятся, сверля лед и устанавливая в него «бусы» детекторов. Строго говоря, это не сверление: электричество от генераторов позволяет нагревать лед и растапливать нужные глубокие ямы.
Чувствительные детекторы нейтрино бывают не только «подледные», как IceCube. Читайте также о детекторах — подводном («Ловец неуловимых») и подгорном («Детектор номер один»).
По пресс-релизу University of Delaware
