Az IceCube ( oroszul: "Ice Cube" vagy " Ice Cube ", ejtsd: "IceCube") egy neutrínó obszervatórium , amelyet az Antarktisz Amundsen-Scott állomásán építettek . Elődjéhez, az AMANDA müon-neutrínó detektorhoz hasonlóan az IceCube is az antarktiszi jég mélyén található. 1450-2450 m mélységben erős "szálakat" helyeznek el, amelyekhez optikai detektorokat ( fotosokszorozókat ) szerelnek. Minden „szálon” 60 fénysokszorozó található. Az optikai rendszer a müon Cserenkov-sugárzást regisztrálja nagy energiájú, felfelé haladó (vagyis a talajból kifelé). Ezek a müonok csak a Földön áthaladó müonneutrínók elektronjaival és jégnukleonjaival (és a jég alatti, mintegy 1 km vastag talajréteggel) való kölcsönhatás során keletkezhetnek. A felülről lefelé haladó müonok fluxusa jóval nagyobb, de többnyire a légkör felső rétegeiben keletkeznek kozmikus sugárrészecskék hatására. Több ezer kilométernyi földi anyag szűrőként szolgál, és elvág minden olyan részecskét, amely erős vagy elektromágneses kölcsönhatást tapasztal (müonok, nukleonok , gamma-sugarak stb.). Az összes ismert részecske közül csak a neutrínók tudnak áthaladni a Földön. Így bár az IceCube a Déli-sarkon található, érzékeli az égbolt északi féltekéjéről érkező neutrínókat.
Az érzékelő neve annak a ténynek köszönhető, hogy a tervezési konfigurációban használt Cherenkov radiátor (jég) teljes térfogata eléri az 1 köbkilométert.
A neutrínó teleszkóp építése 2005-ben kezdődött, amikor az első optikai detektorokkal ellátott „szál” a jég alá merült. A következő évben az izzószálak száma elérte a 9-et, így az IceCube a világ legnagyobb neutrínóteleszkópja lett. A következő két nyári szezonban 13, majd 18 szálat szereltek fel detektorokkal. Az obszervatórium építése 2010 -ben fejeződött be , amikor a projekt által biztosított 5160 optikai modul közül az utolsó is helyet kapott az antarktiszi jég vastagságában [1] . Az adatgyűjtés azonban már korábban elkezdődött. Az első neutrínó eseményt 2006. január 29-én regisztrálták.
Bár a detektor általi neutrínó-detektálás tervezési aránya alacsony, a szögfelbontás meglehetősen jó. Néhány éven belül várhatóan feltérképezi az északi égi féltekéről érkező nagyenergiájú neutrínóáramot.
A protonok protonokkal vagy fotonokkal való ütközése általában pion elemi részecskéket generál . A töltött pion főként müonná és müonneutrínóvá bomlik le, míg a semleges pion általában két gammasugárra bomlik le . Potenciálisan a neutrínó fluxusa egybeeshet a gammasugárzás fluxusával olyan források esetében, mint a gamma-kitörések és a szupernóva-maradványok . Az IceCube obszervatóriumból származó adatok a nagyenergiájú gammasugár-detektorok, például a HESS és a MAGIC adataival kombinálva segítenek jobban megérteni e jelenségek természetét.
Tekintettel az obszervatórium erejére és elhelyezkedésére, a tudósok kísérletsorozatot kívánnak végezni a húrelmélet egyes állításainak megerősítésére vagy cáfolatára , különösen az úgynevezett steril neutrínó létezésére .
2017. szeptember 22- én a detektor regisztrálta az IceCube-170922A eseményt, amely az alsó féltekéről érkezett ultranagy energiájú müonneutrínó (kb. 290 TeV ) jéggel való kölcsönhatása eredményeként kialakult müonnyom [2 ] . A neutrínók érkezési irányára és idejére vonatkozó adatok összehasonlítása más csillagászati eszközökkel (beleértve a gamma-, röntgen-, rádió- és optikai teleszkópokat) végzett megfigyelések eredményeként először sikerült azonosítani az ultramagasság forrását. -energia kozmikus neutrínók. Kiderült, hogy ez a TXS 0506+056 blazár , amely az Orion csillagképben található, körülbelül 4 milliárd fényév távolságra [2] . Az IceCube-ot finanszírozó amerikai Nemzeti Tudományos Alapítvány igazgatója, Frans Cordova így nyilatkozott erről a felfedezésről: „Eljött a többcsatornás csillagászat korszaka. Mindegyik csatorna – az elektromágneses , a gravitációs hullám és most a neutrínó – segít abban, hogy még teljesebb módon megértsük az Univerzumot , valamint az égbolt legerősebb objektumaiban zajló fontos folyamatokat” [3] .
2020-2021-ben Az IceCube adatai alapján orosz kutatók 1 TeV energiájú neutrínók blézárok általi generálását támasztották alá, és megállapították, hogy az ilyen neutrínók érkezése a blézárok rádiókibocsátásával függ össze [4] . Yu. Yu. Kovalev [5] ötlete, hogy pontosan a kvazárok rádiósugárzását ellenőrizzék a neutrínók érkezésének irányában, és ne a korábban tesztelt gammasugárzást .
| Kísérletek és detektorok a neutrínófizikában | |
|---|---|
| Felfedezések |
|
| Üzemeltetési | |
| Építés alatt |
|
| Zárva |
|
| Javasolt |
|
| Törölve |
|