Neutrino diagram

Etelänavalla etsitään neutriinoja

Antarktikseen rakennettu IceCube-ilmaisinjärjestelmä havainnoi haamuhiukkasia epäsuorasti.

maanantai 21. maaliskuuta 2011

Neutriinot ovat pieniä, lähes massattomia hiukkasia, joita syntyy muun muassa sellaisissa rajuissa tapahtumissa kuin supernovaräjähdyksissä. Neutriinoja kutsutaan joskus myös haamuhiukkasiksi, sillä ne pystyvät läpäisemään maapallon huomaamattomasti. Tämä ominaisuus vaikeuttaa tietenkin niiden havaitsemista.

Haamuhiukkasten jäljittämisen uskotaan vihdoinkin helpottuvan, sillä Antarktiksessa lähellä etelänapaa sijaitsevan Amundsenin–Scottin tukikohdan liepeillä ollaan ottamassa käyttöön IceCube-ilmaisin.

Icecube sensor

Koska neutriinot eivät juuri reagoi tavallisen aineen kanssa, niistä ei normaalioloissa voida tehdä suoria havaintoja. Sen sijaan kun ne kulkevat Etelämantereen paksun jääpeitteen läpi, melko suurella todennäköisyydellä ainakin osa niistä törmää happiatomeihin. Tällöin syntyy helpommin havaittavia myoneiksi kutsuttuja alkeishiukkasia, jotka jatkavat matkaansa lähes samaan suuntaan kuin alkuperäiset neutriinot.

Koska myoneilla on edellytykset liikkua jäässä valoakin nopeammin, ne jättävät jälkeensä sinihehkuisena loisteena ilmenevää Tšerenkovin säteilyä. Sitä taas etsitään mannerjäähän upotettuihin vaijereihin kiinnitetyillä yli 5?000 tunnistimella.

Drill hole, Icecube lab

Havainnointipaikka on valittu huolellisesti. Sen alueella jää on hyvin puhdasta ja läpikuultavaa. Noin 200 miljoonaa euroa maksavaa järjestelmää on testattu ja säädetty vuodenvaihteesta lähtien, ja sen on tarkoitus päästä tositoimiin näinä aikoina.

Perusteellinen testaaminen on välttämätöntä, sillä myoneja syntyy paljon enemmän kosmisen säteilyn kuin neutriinojen vaikutuksesta. Muut kuin neutriinoperäiset myonit, jotka sisältyvät niin sanottuun taustakohinaan, voidaan tunnistaa siitä, että ne eivät liiku ylöspäin. Kun taustakohina poistetaan, jäljelle uskotaan jäävän suunnilleen 75 neutriinolähtöistä myonia vuorokaudessa. Aika näyttää, millaisia tutkimustuloksia näin pienestä määrästä saadaan.

Säteilyntunnistimet

Mannerjäätikköön on tehty niin sanotulla kuumavesiporalla 70 metrin välein 86 reikää. Jokaiseen niistä on upotettu vaijeri, johon on kiinnitetty Tšerenkovin säteilyä rekisteröiviä laitteita. Näillä säteilyn­tunnistimilla etsitään myoneja, jotka ovat syntyneet neutriinojen törmätessä jään happiatomeihin. Näin päästään haamuhiukkasina tunnettujen neutriinojen jäljille.

  • IceCube-laboratorio (A) Suojakerros (B) Peruskallio (C)

Lue tästä

Ehkä sinua kiinnostaa...

TILAA TIETEEN KUVALEHDEN UUTISKIRJE

Voit ladata ilmaisen erikoisnumeron, Uskomattomat aivot, heti, kun olet tilannut uutiskirjeen.

Etkö löytänyt, mitä etsit? Tee haku tästä: